JP2016118266A - Continuously variable transmission - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば車両(自動車)用自動変速装置、建設機械(建機)用自動変速装置、航空機(固定翼機、回転翼機、飛行船等)等で使用されるジェネレータ(発電機)用の自動変速装置等として利用する、トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の改良に関する。 This invention is for generators (generators) used in, for example, automatic transmissions for vehicles (automobiles), automatic transmissions for construction machines (construction machinery), aircrafts (fixed wing aircraft, rotary wing aircraft, airships, etc.), etc. The present invention relates to an improvement of a continuously variable transmission incorporating a toroidal continuously variable transmission that is used as an automatic transmission or the like.
自動車用自動変速機として使用されるトロイダル型無段変速機が、特許文献1等の多くの刊行物に記載され、且つ、一部で実施されていて周知である。この様なトロイダル型無段変速機は、互いに対向する軸方向側面をトロイド曲面とした入力側ディスクと出力側ディスクとの間に複数個のパワーローラを挟持して成る。運転時には、この入力側ディスクの回転が、これら各パワーローラを介して前記出力側ディスクに伝達される。これら各パワーローラは、それぞれトラニオン等の支持部材に回転自在に支持されており、これら各支持部材は、それぞれ前記両ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を可能に支持されている。前記両ディスク同士の間の変速比を変える場合は、油圧式のアクチュエータにより前記各支持部材をそれぞれの枢軸の軸方向に変位させる。この様なアクチュエータへの圧油の給排は、前記各支持部材のうちの少なくとも1個の支持部材の動きをフィードバックしながら、制御弁により制御している。 Toroidal-type continuously variable transmissions used as automatic transmissions for automobiles are described in many publications such as Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260, and are well-known and partially implemented. Such a toroidal-type continuously variable transmission is configured by sandwiching a plurality of power rollers between an input side disk and an output side disk whose toroidal curved surfaces are opposite to each other in the axial direction. During operation, the rotation of the input side disk is transmitted to the output side disk through these power rollers. Each of these power rollers is rotatably supported by a support member such as a trunnion, and each of these support members is subjected to a swinging displacement about a pivot that is in a twisted position with respect to the central axes of both disks. Supported as possible. When changing the gear ratio between the two disks, the support members are displaced in the axial direction of the respective pivots by a hydraulic actuator. The supply / discharge of pressure oil to / from the actuator is controlled by a control valve while feeding back the movement of at least one of the support members.
前記アクチュエータに設けた1対の油圧室への圧油の給排に基づき、前記各支持部材をそれぞれの枢軸の軸方向に変位させると、前記各パワーローラの周面と前記入力側、出力側各ディスクの側面との転がり接触部(トラクション部)に作用する、接線方向の力の向きが変化(転がり接触部にサイドスリップが発生)する。そして、この力の向きの変化に伴って前記各支持部材がそれぞれの枢軸を中心に揺動(傾斜)し、前記各パワーローラの周面と前記入力側、出力側各ディスクの側面との接触位置が変化する。これら各パワーローラの周面を、前記入力側ディスクの側面の径方向外寄り部分と、前記出力側ディスクの側面の径方向内寄り部分とに転がり接触させれば、前記両ディスク同士の間の変速比が増速側になる。これに対して、前記各パワーローラの周面を、前記入力側ディスクの側面の径方向内寄り部分と、前記出力側ディスクの側面の径方向外寄り部分とに転がり接触させれば、前記両ディスク同士の間の変速比が減速側になる。 When the support members are displaced in the axial direction of the respective pivots based on supply / discharge of pressure oil to / from a pair of hydraulic chambers provided in the actuator, the peripheral surfaces of the power rollers, the input side, and the output side The direction of the tangential force acting on the rolling contact portion (traction portion) with the side surface of each disk changes (side slip occurs in the rolling contact portion). As the direction of the force changes, the support members swing (tilt) about their pivots, and the peripheral surfaces of the power rollers contact the side surfaces of the input and output disks. The position changes. If the peripheral surface of each of these power rollers is brought into rolling contact with the radially outward portion of the side surface of the input side disc and the radially inward portion of the side surface of the output side disc, The gear ratio is increased. On the other hand, if the peripheral surface of each power roller is brought into rolling contact with the radially inward portion of the side surface of the input side disk and the radially outward portion of the side surface of the output side disk, The gear ratio between the disks is on the deceleration side.
上述の様に、トロイダル型無段変速機の変速比を所望の値に調節し、調節後の値に保持する為の機構に就いて、図5により説明する。この機構は、制御弁1と、ステッピングモータ2と、プリセスカム3とにより構成している。このうちの制御弁1は、スプール4とスリーブ5とを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせたもので、これらスプール4とスリーブ5との相対変位に基づき、オイルポンプ6と、アクチュエータ7の油圧室8a、8bとの給排状態を切り換える。又、前記スプール4と前記スリーブ5とは、複数のトラニオンのうちの何れか1個のトラニオンの動きと前記ステッピングモータ2とにより、相対変位させる様にしている。図示の例では、前記何れか1個のトラニオンの動き、即ち、この何れか1個のトラニオンの枢軸9の軸方向の変位及びこの枢軸9を中心とする揺動変位を、前記プリセスカム3及びリンク腕10を介して前記スプール4に伝達(フィードバック)しこのスプール4を軸方向に変位させる様にしている。一方、前記ステッピングモータ2は、送りねじ機構等の直動機構(図示省略)により前記スリーブ5を軸方向に変位させる様にしている。
As described above, the mechanism for adjusting the transmission ratio of the toroidal type continuously variable transmission to a desired value and maintaining the adjusted value will be described with reference to FIG. This mechanism includes a
トロイダル型無段変速機の変速比を調節する際には、前記ステッピングモータ2により前記スリーブ5を所定位置にまで変位させ、前記制御弁1を所定方向に開く。すると、前記各トラニオンに付属の前記各アクチュエータ7の油圧室8a、8bに対して圧油が所定方向に給排されて、これら各アクチュエータ7により前記各トラニオンが、それぞれの枢軸9の軸方向に変位させられる。この結果、これら各トラニオンに支持された各パワーローラに関する各トラクション部が中立位置(これら各トラクション部の中心が、入力側ディスク及び出力側ディスクの中心軸を含み、前記枢軸9の中心軸に対し直交する仮想平面上に存在する状態)からずれると、前記各トラニオンがそれぞれの枢軸9の軸方向に変位しつつ{元の位置(前記各トラクション部が前記中立位置に存在する状態での、前記各トラニオンのそれぞれの枢軸9の軸方向に関する位置)に戻りつつ}、この枢軸9を中心に揺動変位する。そして、前記何れか1個のトラニオンの枢軸9の動き(軸方向及び揺動変位)が、前記プリセスカム3及びリンク腕10を介して前記スプール4に伝達され、このスプール4を軸方向に変位させる。この結果、前記各トラニオンが元の位置に戻ると、前記制御弁1が閉じられ、前記各アクチュエータ7の油圧室8a、8bへの圧油の給排が停止される。
When adjusting the gear ratio of the toroidal continuously variable transmission, the stepping
上述の様なトロイダル型無段変速機を実際の自動車用自動変速機に組み込む場合、クラッチ装置を介して遊星歯車機構等の歯車式の差動ユニットと組み合わせ、低速モードと高速モードとを有する無段変速装置を構成する事が、従来から提案されている。例えば特許文献2には、入力軸を一方向に回転させたまま、出力軸の回転状態を、停止状態(所謂ギヤードニュートラル状態)を挟んで正転、逆転に切り換えられる無段変速装置が記載されている。この様な無段変速装置の場合、低速モード状態では、無段変速装置全体としての変速比が無限大に変化する。即ち、トロイダル型無段変速機の変速比を調節する事により、入力軸を一方向に回転させた状態のまま出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで、正転、逆転に変換可能となる。この様な、ギヤードニュートラル状態を実現できる無段変速装置の場合、トロイダル型無段変速機の変速比に関して、前記出力軸の停止状態を実現できる値(ギヤードニュートラルポイント、GN値)の近傍では、前記トロイダル型無段変速機の変速比が僅かに変化しただけでも、前記出力軸に伝わる動力の状態が大きく変化する。この為、トロイダル型無段変速機の変速比制御を高精度で行う必要がある。
When a toroidal continuously variable transmission as described above is incorporated into an actual automatic transmission for an automobile, it is combined with a gear type differential unit such as a planetary gear mechanism via a clutch device, and has a low speed mode and a high speed mode. It has hitherto been proposed to configure a step transmission. For example,
例えば車両を停止させた状態で、シフトレバーをPレンジ(パーキング位置)やNレンジ(ニュートラル位置)等の非走行状態から、Dレンジ(通常前進位置)、Lレンジ(高駆動前進位置)やRレンジ(後退位置)等の走行状態に切り換える場合、素早く前方或いは後方への適切な駆動力を生じさせつつ、ブレーキペダルの操作に基づく制動力により車両の停止状態を維持する必要がある。この為、シフトレバーが非走行状態に選択されている状態で、トロイダル型無段変速機の変速比を、変速比無限大の状態を実現できる値(範囲)に厳密に制御しておく必要がある。仮に、トロイダル型無段変速機の変速比が、変速比無限大の状態を実現できる値から大きくずれている場合には、シフトレバーが走行状態に選択された場合に、予想以上の駆動力(クリープ力)が伝達され、車両が動き出したり、運転者の意図とは逆方向の駆動力が伝達される可能性がある。 For example, with the vehicle stopped, the shift lever is moved from a non-traveling state such as the P range (parking position) or N range (neutral position) to the D range (normal forward position), L range (high drive forward position) or R range. When switching to a traveling state such as a range (reverse position), it is necessary to maintain a vehicle stop state by a braking force based on an operation of a brake pedal while quickly generating an appropriate driving force forward or backward. For this reason, it is necessary to strictly control the gear ratio of the toroidal type continuously variable transmission to a value (range) that can realize a state where the gear ratio is infinite while the shift lever is selected in the non-running state. is there. If the gear ratio of the toroidal-type continuously variable transmission deviates greatly from a value that can realize the state where the gear ratio is infinite, when the shift lever is selected to be in the traveling state, the driving force (which is greater than expected) Creep force) is transmitted, and the vehicle may start to move, or a driving force in a direction opposite to the driver's intention may be transmitted.
又、低速モードと高速モードとを有する無段変速装置の場合、トロイダル無段変速機の変速比が、これら低速モードと高速モードとのモード切換を行うべき値(モード切換ポイント、MC値)からずれた状態で、前記クラッチ装置の断接状態を切り換えると、変速ショックを生じ、自動車の乗員に不快感を与える可能性がある。従って、前記モード切換を滑らかに行って前記変速ショックを抑える面からも、前記トロイダル型無段変速機の変速比制御を高精度で行う事が求められる。 In the case of a continuously variable transmission having a low speed mode and a high speed mode, the transmission ratio of the toroidal continuously variable transmission is determined from a value (mode switching point, MC value) at which mode switching between the low speed mode and the high speed mode is to be performed. If the connection / disconnection state of the clutch device is switched in a shifted state, a shift shock may occur, which may cause discomfort to the vehicle occupant. Therefore, it is required to perform the gear ratio control of the toroidal type continuously variable transmission with high accuracy from the viewpoint of smoothing the mode switching and suppressing the shift shock.
ここで、無段変速装置に組み込まれたトロイダル型無段変速機の変速比制御を高精度で行う為には、変速比制御弁である制御弁1のスリーブ5を軸方向に変位させるステッピングモータ2の分解能を細かくする(1回転当たりのステップ数を増やす、ステップ角を小さくする)事が効果がある。但し、前記ステッピングモータ2の分解能を細かくすると、このステッピングモータ2の回転速度が遅くなって(単位時間当たりの回転角度が小さくなって)、前記スリーブ5の軸方向に関する変位速度(前記制御弁1の開弁速度)が遅くなる。この結果、車両を急加速したり、急減速(緊急停止)したりする場合に、前記トロイダル型無段変速機の変速速度を十分確保できない可能性がある。
Here, in order to perform the gear ratio control of the toroidal type continuously variable transmission incorporated in the continuously variable transmission with high accuracy, the stepping motor that displaces the
特許文献3には、変速比制御弁のスリーブを軸方向に変位させる為のステッピングモータの励磁方式を切り換える事により、ギヤードニュートラルポイント近傍でトロイダル型無段変速機の変速比を制御する為の変速比制御弁の制御を高精度で行う技術が記載されている。但し、前記特許文献3に記載された発明の場合、ギヤードニュートラルポイント近傍で前記変速比制御弁の制御を高精度で行うべく、前記ステッピングモータを1−2相励磁で駆動すると、2相励磁で駆動した場合と比較してこのステッピングモータのトルクが小さくなり、空回り(脱調)し易くなる。又、このステッピングモータの制御が面倒になり、このステッピングモータの駆動回路が複雑化する可能性がある。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-228867 discloses a gear shift for controlling a gear ratio of a toroidal continuously variable transmission near a geared neutral point by switching an excitation method of a stepping motor for axially displacing a sleeve of a gear ratio control valve. A technique for controlling the ratio control valve with high accuracy is described. However, in the case of the invention described in
本発明は、上述の様な事情に鑑み、トロイダル型無段変速機の変速比を微調節する際に、このトロイダル型無段変速機の変速比を制御する為の変速比制御弁の制御を高精度で行える、無段変速装置の構造を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention controls the transmission ratio control valve for controlling the transmission ratio of the toroidal type continuously variable transmission when finely adjusting the transmission ratio of the toroidal type continuously variable transmission. The invention was invented to realize a structure of a continuously variable transmission that can be performed with high accuracy.
本発明の無段変速装置は、エンジン等の動力源により一方向に回転駆動される入力部材と、トロイダル型無段変速機と、第一の入力部と第二の入力部とを有する差動ユニットと、駆動輪等の被駆動部を回転駆動する為の出力部材と、このトロイダル型無段変速機の変速比を調節する為の制御器とを備える。
このうちのトロイダル型無段変速機は、入力側ディスクと、出力側ディスクと、複数個のパワーローラと、複数個の支持部材と、油圧式のアクチュエータと、変速比制御弁と、変速比調整手段と、フィードバック機構とを備える。
このうちの入力側ディスクは、前記第一の入力部と共に前記入力部材により回転駆動される。
前記出力側ディスクは、前記入力側ディスクと同心に、且つ、この入力側ディスクに対する相対回転を自在として支持され、前記第二の入力部に接続されている。
前記各パワーローラは、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されている。
前記各支持部材は、それぞれが前記各パワーローラを1個ずつ回転自在に支持すると共に、それぞれの端部に設けられた枢軸を中心とする揺動変位を自在としている。
前記アクチュエータは、前記各支持部材をそれぞれの枢軸の軸方向に変位させてこれら各支持部材をそれぞれの枢軸を中心に揺動変位させ、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間の変速比(前記トロイダル型無段変速機の変速比)を変えるものである。
前記変速比制御弁は、1対の調整部材(例えばスリーブとスプール)の相対変位に基づいて前記アクチュエータへの圧油の給排状態を切り換える。
前記変速比調整手段は、前記両調整部材のうちの一方の調整部材(例えばスリーブ)を変位させるものである。
前記フィードバック機構は、前記各支持部材のうちの何れかの支持部材の枢軸の軸方向に関する変位及びこの何れかの支持部材の枢軸を中心とする揺動変位を、前記両調整部材のうちの他方の調整部材(例えばスプール)に伝えるものである。
又、前記差動ユニットは、複数の歯車を組み合わせて成る。そして、前記第一の入力部と前記第二の入力部との間の速度差に応じた回転を取り出して前記出力部材に伝達する。
又、前記制御器は、前記変速比調整手段による前記一方の調整部材の変位量を調節する事により、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間の変速比を調節し、前記差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる。これにより、前記入力部材を一方向に回転させた状態のまま前記出力部材の回転方向を停止状態を挟んで両方向に変換可能としている。
A continuously variable transmission according to the present invention includes a differential having an input member that is rotationally driven in one direction by a power source such as an engine, a toroidal continuously variable transmission, a first input portion, and a second input portion. A unit, an output member for rotationally driving a driven part such as a drive wheel, and a controller for adjusting a gear ratio of the toroidal continuously variable transmission are provided.
Among these, the toroidal continuously variable transmission includes an input side disk, an output side disk, a plurality of power rollers, a plurality of support members, a hydraulic actuator, a transmission ratio control valve, and a transmission ratio adjustment. Means and a feedback mechanism.
Of these, the input side disk is rotationally driven by the input member together with the first input unit.
The output side disk is supported concentrically with the input side disk so as to be rotatable relative to the input side disk, and is connected to the second input unit.
Each of the power rollers is sandwiched between the input side disk and the output side disk.
Each of the support members rotatably supports each of the power rollers one by one and freely swings and displaces about a pivot provided at each end.
The actuator displaces the support members in the axial direction of the respective pivots to swing and displace the support members around the respective pivots, thereby changing the gear ratio between the input side disk and the output side disk. (The gear ratio of the toroidal type continuously variable transmission) is changed.
The speed ratio control valve switches the pressure oil supply / discharge state to the actuator based on the relative displacement of a pair of adjusting members (for example, a sleeve and a spool).
The speed ratio adjusting means displaces one of the adjusting members (for example, a sleeve).
The feedback mechanism includes a displacement in the axial direction of the pivot of any one of the support members and a swing displacement about the pivot of any one of the support members, the other of the two adjustment members. This is transmitted to the adjusting member (for example, spool).
The differential unit is formed by combining a plurality of gears. And the rotation according to the speed difference between said 1st input part and said 2nd input part is taken out, and it transmits to the said output member.
Further, the controller adjusts a gear ratio between the input side disk and the output side disk by adjusting a displacement amount of the one adjusting member by the speed ratio adjusting means, and the differential unit The relative displacement speeds of the plurality of gears constituting the are changed. As a result, the rotation direction of the output member can be converted to both directions with the stop state being sandwiched while the input member is rotated in one direction.
特に、本発明の無段変速装置に於いては、前記変速比調整手段を、1対の駆動装置(アクチュエータ)を組み合わせる事で、これら両駆動装置のうちの少なくとも一方の駆動装置であるステッピングモータを1ステップ分駆動した場合に於ける前記一方の調整部材の変位量を調節可能に構成している。
そして、前記ステッピングモータを1ステップ分駆動した場合に於ける前記一方の調整部材の変位量を、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間の変速比を微調節する場合に、それ以外の場合よりも小さくする。
In particular, in the continuously variable transmission according to the present invention, the speed ratio adjusting means is combined with a pair of drive devices (actuators), so that a stepping motor which is at least one of these drive devices is used. Is configured to be capable of adjusting the displacement amount of the one adjusting member when it is driven by one step.
When the stepping motor is driven by one step, the amount of displacement of the one adjusting member is adjusted when the gear ratio between the input side disk and the output side disk is finely adjusted. Make it smaller than the case.
上述の様な本発明の無段変速装置を実施する場合、具体的には、例えば、前記変速比調整手段を、リンク部材と、ステッピングモータと、揺動中心調節用アクチュエータとから構成する。このうちのリンク部材の一端部をこのステッピングモータに、他端部を前記一方の調整部材に、それぞれ結合する。又、前記リンク部材のうち、これら両端部同士の間に揺動支持軸を、例えば、直動型のステッピングモータや油圧式のアクチュエータ等である、前記揺動中心調節用アクチュエータによりこれら両端部同士を結ぶ仮想直線の方向に変位可能に設け、前記リンク部材を前記揺動支持軸を中心とする揺動変位を可能とする。そして、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間の変速比を微調節する場合(例えば、このトロイダル型無段変速機の変速比が、ギヤードニュートラルポイント近傍にある場合やモード切換ポイント近傍にある場合)の、前記揺動支持軸の前記仮想直線の方向に関する位置を、それ以外の場合よりも他端寄り(一方の調整部材との連結部に近い側)にする。
或いは、前記変速比調整手段を、第一のステッピングモータと、この第一のステッピングモータよりもステップ数が小さな(ステップ角が大きい)第二のステッピングモータとを備えるものとする。そして、前記トロイダル型無段変速機の変速比を微調節する場合は、前記第一のステッピングモータにより前記一方の調整部材を変位させ、それ以外の場合は、前記第二のステッピングモータによりこの一方の調整部材を変位させる。
When implementing the continuously variable transmission apparatus of the present invention as described above, specifically, for example, the speed ratio adjusting means is composed of a link member, a stepping motor, and an oscillation center adjusting actuator. One end of the link member is coupled to the stepping motor, and the other end is coupled to the one adjusting member. In addition, the swing support shaft between the both ends of the link member is connected to each other by the swing center adjusting actuator such as a direct-acting stepping motor or a hydraulic actuator. The link member is provided so as to be displaceable in a direction of an imaginary straight line connecting the two, and the link member can be swung about the swing support shaft. Then, when the gear ratio between the input side disk and the output side disk is finely adjusted (for example, when the gear ratio of the toroidal continuously variable transmission is near the geared neutral point or near the mode switching point) In some cases, the position of the swing support shaft in the direction of the imaginary straight line is closer to the other end than the other cases (the side closer to the connecting portion with one adjusting member).
Alternatively, the transmission ratio adjusting means includes a first stepping motor and a second stepping motor having a smaller number of steps (a larger step angle) than the first stepping motor. When the gear ratio of the toroidal-type continuously variable transmission is finely adjusted, the one adjustment member is displaced by the first stepping motor, and in the other cases, the second stepping motor The adjustment member is displaced.
上述の様な本発明の無段変速装置によれば、変速比調整手段を構成するステッピングモータを1ステップ分駆動した場合に於ける一方の調整部材の変位量を、トロイダル型無段変速機の変速比を微調節する場合に、それ以外の場合よりも小さくできる。この為、このトロイダル型無段変速機の変速比を微調節する際に、このトロイダル型無段変速機の変速比を制御する為の変速比制御弁の制御を高精度で行える。これに対し、それ以外の場合{特に、車両を急加速したり、急減速(緊急停止)したりする場合}には、前記トロイダル型無段変速機の変速速度を十分に確保する事ができる。
又、本発明の場合、この様な構成をステッピングモータの励磁方式を切り換える事なく実現できる為、前記トロイダル型無段変速機の変速比を微調節する際に、変速比調整手段を構成するステッピングモータのトルクが小さくなったり、このステッピングモータの制御が面倒になる事を防止できる。
According to the continuously variable transmission of the present invention as described above, the displacement amount of one adjusting member when the stepping motor constituting the gear ratio adjusting means is driven by one step is calculated using the toroidal continuously variable transmission. When finely adjusting the gear ratio, it can be made smaller than in other cases. For this reason, when finely adjusting the gear ratio of the toroidal type continuously variable transmission, the gear ratio control valve for controlling the gear ratio of the toroidal type continuously variable transmission can be controlled with high accuracy. On the other hand, in other cases {particularly when the vehicle is suddenly accelerated or suddenly decelerated (emergency stop)}, the speed change speed of the toroidal continuously variable transmission can be sufficiently secured. .
Further, in the present invention, such a configuration can be realized without switching the excitation method of the stepping motor. Therefore, when finely adjusting the gear ratio of the toroidal continuously variable transmission, the stepping which constitutes the gear ratio adjusting means It is possible to prevent the motor torque from becoming small and the control of the stepping motor from becoming troublesome.
[実施の形態の第1例]
本発明の実施の形態の第1例に就いて、図1〜3を参照しつつ説明する。先ず、図1のブロック図により、本例の無段変速装置に就いて説明する。この図1中、太矢印は動力の伝達経路を、実線は油圧回路を、破線は電気回路を、それぞれ示している。エンジン11の出力は、ダンパ12を介して、入力部材である入力軸13に入力される。この入力軸13に伝達された動力は、トロイダル型無段変速機14を構成する油圧式の押圧装置15から入力側ディスク16に伝達され、更にパワーローラ17を介して出力側ディスク18に伝達される。これら両ディスク16、18のうち、入力側ディスク16の回転速度は入力側回転センサ19により、出力側ディスク18の回転速度は出力側回転センサ20により、それぞれ測定して、制御器21に入力し、前記両ディスク16、18間の変速比を算出する。
[First example of embodiment]
A first example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the continuously variable transmission of this example will be described with reference to the block diagram of FIG. In FIG. 1, a thick arrow indicates a power transmission path, a solid line indicates a hydraulic circuit, and a broken line indicates an electric circuit. The output of the engine 11 is input to an input shaft 13 that is an input member via a damper 12. The power transmitted to the input shaft 13 is transmitted from the hydraulic
又、前記入力軸13に伝達された動力は、直接又は前記トロイダル型無段変速機14を介して、差動ユニットである遊星歯車式変速機22に伝達される。そして、この遊星歯車式変速機22の構成部材の差動成分が、クラッチ装置23を介して、出力部材である出力軸24に取り出される。このクラッチ装置23は、前記トロイダル型無段変速機14と前記遊星歯車式変速機22との動力の伝達状態を切り換えるもので、後述する図2に示した低速用クラッチ25及び高速用クラッチ26を表すものである。又、本例の場合には、出力軸回転センサ27により、前記出力軸24の回転速度を検出して、前記入力側回転センサ19及び前記出力側回転センサ20の故障の有無を判定する為のフェールセーフを可能としている。
The power transmitted to the input shaft 13 is transmitted directly or via the toroidal continuously variable transmission 14 to the planetary
一方、前記ダンパ12部分から取り出した動力によりオイルポンプ6を駆動し、このオイルポンプ6から吐出した圧油を、前記押圧装置15と、制御弁装置28とに、送り込み自在としている。このうちの制御弁装置28は、前記パワーローラ17を支持した支持部材であるトラニオン43a、43bを枢軸9(図3参照)の軸方向に変位させる為のアクチュエータ7の変位量を制御するものである。又、前記制御弁装置28を構成する制御弁1(図2参照)は、前記アクチュエータ7への油圧の給排を制御するものである。又、このアクチュエータ7に設けた1対の油圧室8a、8b(図2参照)内の油圧を、油圧センサ29(図2に示す1対の油圧センサ29a、29b)により検出して、その検出信号を前記制御器21に入力している。この制御器21は、前記油圧センサ29(油圧センサ29a、29b)からの信号に基づいて、前記トロイダル型無段変速機14を通過するトルク(通過トルク)を算出する。
On the other hand, the
又、前記制御弁装置28は、変速比調整手段を構成するステッピングモータ30と、ローディング圧制御用電磁開閉弁31と、モード切換制御用電磁開閉弁32(図2に示す低速クラッチ用電磁弁33、高速クラッチ用電磁弁34)とにより、その作動状態を切り換えられる。そして、これらステッピングモータ30と、ローディング圧制御用電磁開閉弁31と、モード切換制御用電磁開閉弁32とは、何れも前記制御器21からの制御信号に基づいて切り換えられる。
The
又、前記制御器21には、前記各回転センサ19、20、27及び前記油圧センサ29からの信号の他、油温センサ35の検出信号と、ポジションスイッチ36の位置信号と、アクセルセンサ37の検出信号と、ブレーキスイッチ38の信号等とを入力している。このうちの油温センサ35は、無段変速装置を納めたケーシング内の潤滑油(トラクションオイル)の温度を検出するものである。又、前記ポジションスイッチ36は、後述する図2に記載した手動油圧切換弁39を切り換える為の、運転席に設けられたシフトレバー(操作レバー)の操作位置(選択位置)を表す信号を発するものである。又、前記アクセルセンサ37は、アクセルペダルの開度を検出する為のものである。更に、前記ブレーキスイッチ38は、ブレーキペダルが踏まれた事を検出して、その事を表す信号を発するものである。
In addition to the signals from the
又、前記制御器21は、前記各スイッチ36、38及び前記各センサ19、20、27、29、35、37からの信号に基づいて、前記ステッピングモータ30と、前記ローディング圧制御用電磁開閉弁31と、前記モード切換制御用電磁開閉弁32とに、前記制御信号を送る他、前記エンジン11を制御する為の制御信号を送る。そして、前記入力軸13と前記出力軸24との間の変速比を制御したり、或いは、停止時若しくは低速走行時に前記トロイダル型無段変速機14を通過して、前記出力軸24に加えられるトルク(通過トルク)を制御する。
Further, the
図2は、上述の様な無段変速装置を制御する油圧回路を示している。この油圧回路では、油溜40から吸引されてオイルポンプ6により吐出された圧油を、調圧弁41a、41bで所定圧に調整可能としている。又、これら両調圧弁41a、41bのうち、手動油圧切換弁39側に送る圧油を調整する為の調圧弁41aによる調整圧を、ローディング圧制御用電磁開閉弁31の開閉に基づいて調節可能としている。そして、前記両調圧弁41a、41bにより圧力を調整された圧油を、制御弁1を介してアクチュエータ7に送り込み可能としている。
FIG. 2 shows a hydraulic circuit for controlling the continuously variable transmission as described above. In this hydraulic circuit, the pressure oil sucked from the
又、この圧油は、前記手動油圧切換弁39と、低速クラッチ用電磁弁33又は高速クラッチ用電磁弁34とを介して、低速用クラッチ25又は高速用クラッチ26の油圧室内に送り込み可能としている。このうちの低速用クラッチ25は、減速比を大きくする(変速比無限大を含む)低速モードを実現する際に接続されると共に、減速比を小さくする高速モードを実現する際に接続を断たれる。これに対して、前記高速用クラッチ26は、低速モードを実現する際に接続を断たれると共に高速モードを実現する際に接続される。又、前記低速用クラッチ25及び前記高速用クラッチ26への圧油の給排状態は、油圧センサ29c、29dによりそれぞれ検出して、検出信号を前記制御器21に入力している。
The pressure oil can be fed into the hydraulic chamber of the
上述の様な本例の無段変速装置に組み込まれたトロイダル型無段変速機14の変速比を所望の値に調節し、調節後の値に保持する為の調節装置に就いて、図1、2に加え、図3を参照しつつ説明する。この調節装置は、前記制御弁1と、プリセスカム3と、リンク腕10と、前記ステッピングモータ30と、リンク機構49(リンク部材42、揺動支持軸45、揺動中心調節用モータ46)とを備える。このうちの制御弁1は、それぞれが調整部材であるスプール4とスリーブ5とを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせたもので、これらスプール4とスリーブ5との相対変位に基づき、オイルポンプ6と、アクチュエータ7の油圧室8a、8bとの給排状態を切り換える。又、前記スプール4と前記スリーブ5とは、複数のトラニオン43a、43bのうちの何れか1個(図3の右側)のトラニオン43aの動きと前記ステッピングモータ30とにより、相対変位させる様にしている。即ち、このトラニオン43aの枢軸9の軸方向の変位及びこの枢軸9を中心とする揺動変位を、前記プリセスカム3及び前記リンク腕10を介して前記スプール4に伝達(フィードバック)し、このスプール4を軸方向に変位させる様にしている。一方、前記ステッピングモータ30は、送りねじ機構等の直動機構(図示省略)と前記リンク機構49(リンク部材42)とを介して、前記スリーブ5を軸方向に変位させる様にしている。この為に、前記リンク部材42の長さ方向中間部に、この長さ方向に伸長する状態で長孔44を形成し、この長孔44に前記揺動支持軸45を、この長孔44に沿った変位を可能に係合(挿通)している。これにより、前記リンク部材42は、この揺動支持軸45を中心とする揺動変位が可能となっている。そして、このリンク部材42のうち、長さ方向の一端部(図2、3の下端部)を前記ステッピングモータ30に、このステッピングモータ30の出力軸の軸方向に関する変位(直動機構の軸方向変位)を可能に結合すると共に、他端部(図2、3の上端部)を前記制御弁1のスリーブ5に、このスリーブ5の軸方向に関する変位を可能に結合している。特に本例の場合には、前記揺動支持軸45を、前記揺動中心調節用モータ46により、前記長孔44に沿って駆動可能としている。この揺動中心調節用モータ46は、例えば、直動型のステッピングモータ等により構成される。但し、前記揺動支持軸45を、油圧式のアクチュエータ等により、前記長孔44に沿って駆動可能に構成する事もできる。
FIG. 1 shows an adjusting device for adjusting the transmission ratio of the toroidal type continuously variable transmission 14 incorporated in the continuously variable transmission of this example as described above to a desired value and maintaining the adjusted value. 2 will be described with reference to FIG. This adjusting device includes the
上述の様な本例の無段変速装置では、前記トロイダル型無段変速機14の変速比を微調節する場合、即ち、このトロイダル型無段変速機14の変速比eCVUがギヤードニュートラルポイント近傍{例えばGN値(1.306)±0.1}にある場合、及び、モード切換ポイント近傍{例えばMC値(0.46)±0.1}にある場合に、図3の(A)に示す様に、前記リンク部材42の揺動中心(支点)となる前記揺動支持軸45を、前記揺動中心調節用モータ46により駆動し、前記長孔44の上端部(前記スリーブ5と接続する側の端部)に位置させる。一方、それ以外の場合(前記トロイダル型無段変速機14の変速比を微調節しない場合)には、前記揺動支持軸45を、前記揺動中心調節用モータ46により駆動し、前記長孔44の下端部(前記ステッピングモータ30と接続する側の端部)乃至中間部等に位置させる。これにより、このステッピングモータ30を1ステップ分駆動した場合に於ける、前記揺動支持軸45を中心とする前記リング部材42の揺動角度、延いては、前記スリーブ5の軸方向の変位量を、前記トロイダル型無段変速機14の変速比を微調節する場合に、それ以外の場合よりも小さくしている。
In the continuously variable transmission of this example as described above, when the gear ratio of the toroidal continuously variable transmission 14 is finely adjusted, that is, the gear ratio e CVU of the toroidal continuously variable transmission 14 is in the vicinity of the geared neutral point. FIG. 3A shows a case where {for example, GN value (1.306) ± 0.1} and a mode switching point vicinity {for example, MC value (0.46) ± 0.1}. As shown, the
上述の様な本例の無段変速装置の場合には、前記ステッピングモータ30を1ステップ分駆動した場合に於ける前記スリーブ5の軸方向変位量を、前記トロイダル型無段変速機14の変速比を微調節する場合に、それ以外の場合よりも小さくできる為、このトロイダル型無段変速機14の変速比を微調節する際に、前記制御弁1の制御を高精度で行う事ができる。これに対し、それ以外の場合{特に、車両を急加速したり、急減速(緊急停止)したりする場合}には、前記ステッピングモータ30を1ステップ分駆動した場合に於ける前記スリーブ5の軸方向変位量を大きくできて、前記トロイダル型無段変速機14の変速速度を十分確保する事ができる。又、本例の場合、この様な前記制御弁1の制御を高精度で行える事を、前記リンク部材42の揺動中心となる前記揺動支持軸45を、このリンク部材42の長さ方向に変位可能とする(リンク部材42の支点を変更する)事で実現している。従って、前述の特許文献3に記載された発明の様に、トロイダル型無段変速機の変速比を微調節する際に、ステッピングモータのトルクが小さくなる事がない(むしろ梃子の原理により大きくなる)。又、このステッピングモータの制御が面倒になる事も防止できる。
In the case of the continuously variable transmission of this example as described above, the amount of axial displacement of the
尚、本例の無段変速装置の場合、前記ステッピングモータ30を1ステップ分駆動した場合の前記スリーブ5の軸方向変位量を、前記トロイダル型無段変速機14の変速比がギヤードニュートラルポイント近傍にある場合と、同じくモード切換ポイント近傍にある場合とで、互いに同じとしているが、互いに異ならせる事もできる。即ち、例えば、トロイダル型無段変速機14の変速比がギヤードニュートラルポイント近傍にある場合には、揺動支持軸45を長孔44の上端部に位置させ、同じくモード切換ポイント近傍にある場合には、この揺動支持軸45を前記長孔44の中間部に位置させる。これにより、前記トロイダル型無段変速機14の変速比がギヤードニュートラルポイント近傍にある場合に、同じくモード切換ポイント近傍にある場合と比較して制御弁1の制御をより高精度で行える。要するに、上述の様な本例の無段変速装置の場合、揺動支持軸45が長孔44内で変位できる範囲で、ステッピングモータ30を1ステップ分駆動した場合に於ける前記スリーブ5の軸方向変位量を調節でき、トロイダル型無段変速機14の変速比制御の精度と変速速度とを適宜{無段階(滑らかに連続した完全な無段階に限らず、例えば20〜30段階の如く、連続した状態に近い多段階の場合も含む)に}調整する事ができる。
In the case of the continuously variable transmission of this example, the axial displacement amount of the
[実施の形態の第2例]
本発明の実施の形態の第2例に就いて、図4を参照しつつ説明する。本例の無段変速装置の場合、トロイダル型無段変速機14(図1参照)の変速比を所望の値に調節し、調節後の値に保持する為の機構は、制御弁1と、第一のステッピングモータ47と、この第一のステッピングモータ47よりもステップ数が小さな(1ステップ当たりの回転角度が大きな、例えばステップ数が、前記第一のステッピングモータ47のステップ数の1/3〜2/3程度である)第二のステッピングモータ48と、リンク機構49a(リンク部材42a、揺動支持軸45a)とを備える。このうちの第一のステッピングモータ47は、送りねじ機構等の直動機構(図示省略)と前記リンク機構49a(リンク部材42a)とを介して、前記制御弁1のスリーブ5を軸方向に変位可能としている。この為に、前記リンク部材42aを、長さ方向中間部に設けた(本例の場合は変位不能に設けた)揺動支持軸45aを中心とする揺動変位を可能に支持している。そして、このリンク部材42aのうち、長さ方向の一端部(図4の下端部)を前記第一のステッピングモータ47に結合すると共に、他端部(図4の上端部)を前記スリーブ5に結合している。そして、特に本例の場合には、前記第二のステッピングモータ48を、第二の直動機構を介して、前記第一のステッピングモータ47をその出力軸の軸方向に関する変位を可能に設置(支持)したステージ(図示省略)に結合している。即ち、前記第二のステッピングモータ48を、前記第二の直動機構と、前記第一のステッピングモータ47(及び直動機構)と、前記リンク機構49aとを介して、前記制御弁1のスリーブ5を軸方向に変位可能としている。
[Second Example of Embodiment]
A second example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the case of the continuously variable transmission of this example, the mechanism for adjusting the transmission ratio of the toroidal type continuously variable transmission 14 (see FIG. 1) to a desired value and holding the adjusted value is the
上述の様な本例の無段変速装置の場合、前記トロイダル型無段変速機14の変速比がギヤードニュートラルポイント或いはモード切換ポイント近傍にある場合等、この変速比を微調節する場合には、前記第二のステッピングモータ48に比べてステップ数が大きな前記第一のステッピングモータ47により、前記制御弁1のスリーブ5を軸方向に変位させる。一方、それ以外の場合(前記トロイダル型無段変速機14の変速比を微調節しない場合)には、前記第一のステッピングモータ47に比べてステップ数が小さな前記第二のステッピングモータ48により、前記制御弁1のスリーブ5を軸方向に変位させる。
In the case of the continuously variable transmission of this example as described above, when the gear ratio of the toroidal type continuously variable transmission 14 is in the vicinity of the geared neutral point or the mode switching point, The
この様な本例の無段変速装置によれば、前記トロイダル型無段変速機14の変速比を微調節する必要がある場合には、この変速比の制御を高精度に行う事ができ、それ以外の場合{特に、車両を急加速したり、急減速(緊急停止)したりする場合}に、前記トロイダル型無段変速機14の変速速度を十分に確保する事ができる。 According to such a continuously variable transmission of this example, when it is necessary to finely adjust the gear ratio of the toroidal continuously variable transmission 14, the gear ratio can be controlled with high accuracy. In other cases {particularly when the vehicle is accelerated or decelerated (emergency stopped)}, the shift speed of the toroidal continuously variable transmission 14 can be sufficiently secured.
尚、本例の無段変速装置を実施する場合に、第一、第二のステッピングモータ47、48のトルクを十分確保できるのであれば、これら第一、第二のステッピングモータ47、48の励磁方式を切り換える事により、トロイダル型無段変速機14の変速比制御の精度と変速速度とをより細かく(多段階に)調節可能にする事もできる。又、第一、第二のステッピングモータ47、48を入れ替えて実施する事もできる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例と同様である。
When the continuously variable transmission of this example is implemented, if the torque of the first and
Other configurations and operations are the same as those of the first example of the embodiment described above.
1 制御弁
2 ステッピングモータ
3 プリセスカム
4 スプール
5 スリーブ
6 オイルポンプ
7 アクチュエータ
8a、8b 油圧室
9 枢軸
10 リンク腕
11 エンジン
12 ダンパ
13 入力軸
14 トロイダル型無段変速機
15 押圧装置
16 入力側ディスク
17 パワーローラ
18 出力側ディスク
19 入力側回転センサ
20 出力側回転センサ
21 制御器
22 遊星歯車式変速機
23 クラッチ装置
24 出力軸
25 低速用クラッチ
26 高速用クラッチ
27 出力軸回転センサ
28 制御弁装置
29、29a〜29d 油圧センサ
30 ステッピングモータ
31 ローディング圧制御用電磁開閉弁
32 モード切換制御用電磁開閉弁
33 低速クラッチ用電磁弁
34 高速クラッチ用電磁弁
35 油温センサ
36 ポジションスイッチ
37 アクセルセンサ
38 ブレーキスイッチ
39 手動油圧切換弁
40 油溜
41a、41b 調圧弁
42、42a リンク部材
43a、43b トラニオン
44 長孔
45、45a 揺動支持軸
46 揺動中心調節用モータ
47 第一のステッピングモータ
48 第二のステッピングモータ
49、49a リンク機構
DESCRIPTION OF
Claims (1)
このトロイダル型無段変速機は、
前記第一の入力部と共に前記入力部材により回転駆動される入力側ディスクと、
この入力側ディスクと同心に、且つ、この入力側ディスクに対する相対回転を自在として支持され、前記第二の入力部に接続された出力側ディスクと、
前記入力側ディスクとこの出力側ディスクとの間に挟持された複数個のパワーローラと、
それぞれが前記各パワーローラを1個ずつ回転自在に支持すると共に、それぞれの端部に設けられた枢軸を中心とする揺動変位を自在とした複数個の支持部材と、
前記各支持部材をそれぞれの枢軸の軸方向に変位させてこれら各支持部材をそれぞれの枢軸を中心に揺動変位させ、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間の変速比を変える、油圧式のアクチュエータと、
1対の調整部材の相対変位に基づいて前記アクチュエータへの圧油の給排状態を切り換える変速比制御弁と、
前記両調整部材のうちの一方の調整部材を変位させる変速比調整手段と、
前記各支持部材のうちの何れかの支持部材の枢軸の軸方向に関する変位及びこの何れかの支持部材の枢軸を中心とする揺動変位を、前記両調整部材のうちの他方の調整部材に伝えるフィードバック機構と
を備えたものであり、
前記差動ユニットは、複数の歯車を組み合わせて成り、前記第一の入力部と前記第二の入力部との間の速度差に応じた回転を取り出して前記出力部材に伝達するものであり、
前記制御器は、前記変速比調整手段による前記一方の調整部材の変位量を調節する事により、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間の変速比を調節し、前記差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事で、前記入力部材を一方向に回転させた状態のまま前記出力部材の回転方向を停止状態を挟んで両方向に変換可能としている、
無段変速装置に於いて、
前記変速比調整手段は、1対の駆動装置を組み合わせる事で、これら両駆動装置のうちの少なくとも一方の駆動装置であるステッピングモータを1ステップ分駆動した場合に於ける前記一方の調整部材の変位量を調節可能に構成している
事を特徴とする無段変速装置。 An input member that is rotationally driven in one direction by a power source, a toroidal-type continuously variable transmission, a differential unit having a first input portion and a second input portion, and for driving the driven portion to rotate An output member, and a controller for adjusting a gear ratio of the toroidal continuously variable transmission,
This toroidal type continuously variable transmission is
An input side disk that is rotationally driven by the input member together with the first input unit;
An output side disk connected to the second input unit, concentrically with the input side disk and supported to be freely rotatable relative to the input side disk;
A plurality of power rollers sandwiched between the input side disk and the output side disk;
A plurality of support members each rotatably supporting the power rollers one by one, and capable of freely oscillating displacement about a pivot provided at each end;
Hydraulic pressure that displaces each of the support members in the axial direction of the respective pivots and swings and displaces each of the support members about the respective pivots to change a gear ratio between the input side disk and the output side disk. An actuator of the type,
A transmission ratio control valve that switches a supply / discharge state of pressure oil to the actuator based on a relative displacement of a pair of adjustment members;
Transmission ratio adjusting means for displacing one of the adjusting members;
The displacement in the axial direction of the pivot of any one of the support members and the swing displacement about the pivot of any one of the support members are transmitted to the other adjustment member of the both adjustment members. With a feedback mechanism and
The differential unit is formed by combining a plurality of gears, takes out rotation according to a speed difference between the first input unit and the second input unit, and transmits the rotation to the output member,
The controller adjusts a gear ratio between the input side disk and the output side disk by adjusting a displacement amount of the one adjusting member by the speed ratio adjusting means, and constitutes the differential unit. By changing the relative displacement speeds of the plurality of gears, the rotation direction of the output member can be converted to both directions with the stop state sandwiched while the input member is rotated in one direction.
In the continuously variable transmission,
The gear ratio adjusting means is a combination of a pair of drive devices, so that the displacement of the one adjusting member when the stepping motor, which is at least one of the two drive devices, is driven by one step. A continuously variable transmission characterized in that the amount is adjustable.
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