JP2018525585A - ボールバリエータ無段変速機を持つ車両用の油圧速度比の制御方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、無段変速機の速度比を油圧方式で制御することに関する。ボール遊星ＣＶＴ設計が、機械的なおよび油圧の追加に適合される。ボール型バリエータのキャリアは、油圧アクチュエータによって支持される。この結果、速度比は、設定された速度比とＣＶＴを流れるトルクとの両方によって制御される。その後、トルクピークが回避され、ＣＶＴの制御性が高められる。

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１５年８月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／２０３，７８７号、および２０１５年９月１８日に出願された米国仮特許出願第６２／２２０，５１０号の利益を主張し、これらの出願は、参照により本明細書に組み込まれる。

自動変速機および手動変速機が、自動車市場で一般的に使用されている。燃費を改善し、排気を最小化するためには、エンジン速度が適切に調整されなければならないことから、これらの変速機は、ますます複雑化してきた。従来の変速機における、エンジン速度のこのより細かな制御は、余分なギアを追加することによって典型的になされるが、全体の複雑さとコストが増加する。従って、自動変速機用の通常の手動変速機のギア数は、６つ、７つ、またはそれより多くなっている。

これらの旧来の変速機に加えて、無段変速機（ＣＶＴ）が開発されている。ＣＶＴは、可変プーリを持つベルト式、トロイダル式、円錐式などを含む、多くの種類からなる。ＣＶＴの主な動作原理は、速度伝達比を車両速度の関数として無段式で変化させることによって、エンジンが、その最も効率的な回転速度で稼働することを可能にするものである。そのうえ、より大きな加速が必要な場合、ＣＶＴは、また、より大きな動力を提供する比率にシフトする。ＣＶＴは、比率のシフト中に動力の中断が生じる従来の変速機とは異なり、動力のいかなる中断なく、最小比から最大比まで比率を変化させる。ＣＶＴの特定用途は、無限変速機（ＩＶＴ）である。ＣＶＴは、正の速度比で限定的である一方で、ＩＶＴ構成は、ニュートラルギア、および反転比でさえ、連続的に実行する。ＣＶＴは、いくつかの駆動系構成において、ＩＶＴとして、任意で使用される。しかしながら、いくつかの異なる用途において、トルクピーク、およびＣＶＴの速度比の制御性に関する制限が、依然としてある。従って、改善された制御方法の必要性がある。

本明細書において提供されるのは、第１キャリア部材および第２キャリア部材に連結される複数の傾動可能なボールを有する遊星無段変速機用のシフトアクチュエータアセンブリであって、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、シフトアクチュエータアセンブリは、第２キャリア部材に動作可能に連結される油圧アクチュエータを備え、油圧アクチュエータは、第１電子比例バルブを有し、電子比例バルブは、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対位置を制御するように構成される。

いくつかの実施形態において、シフトアクチュエータアセンブリは、第２電子比例バルブをさらに備え、第１電子比例バルブおよび第２電子比例バルブは、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対位置を制御するように構成される。

いくつかの実施形態において、シフトアクチュエータアセンブリは、第２キャリア部材に動作可能に連結される、第１油圧ピストンおよび第１シリンダアセンブリをさらに備える。

シフトアクチュエータアセンブリのいくつかの実施形態において、第２油圧ピストンおよび第２シリンダアセンブリをさらに備え、第１油圧ピストンおよび第２油圧ピストンおよび第１シリンダアセンブリおよび第２シリンダアセンブリは、第１電子比例バルブおよび第２電子比例バルブと流体連通する。

シフトアクチュエータアセンブリのいくつかの実施形態において、第１油圧ピストンおよび第２油圧ピストンおよび第１シリンダアセンブリおよび第２シリンダアセンブリは、第２キャリア部材に反力を提供するように構成される。

シフトアクチュエータアセンブリのいくつかの実施形態において、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対位置は、変速機の速度比の状態に対応する。

シフトアクチュエータアセンブリのいくつかの実施形態において、第１電子比例バルブおよび第２電子比例バルブは、第１油圧ピストンおよび第２油圧ピストンおよび第１シリンダアセンブリおよび第２シリンダアセンブリに油圧を提供するように構成され、油圧は、変速機の動作状態を示す。

シフトアクチュエータアセンブリのいくつかの実施形態において、変速機の動作状態は、速度比またはＣＶＰ出力トルクである。

本明細書において提供されるのは、第１キャリア部材および第２キャリア部材に連結される複数の傾動可能なボールを有する遊星無段変速機の速度比を制御する方法であって、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、方法は、複数の制御バルブを有する油圧バルブアセンブリを提供する段階と、油圧バルブアセンブリを第２キャリア部材に連結する段階とを備え、油圧バルブアセンブリは、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対的な回転を制御するように構成される。

本明細書において提供されるのは、第１キャリア部材および第２キャリア部材に連結される複数の傾動可能なボールを有するボール遊星バリエータを有する無段変速機（ＣＶＰ）のシフトアクチュエータアセンブリ用のコンピュータ実装システムであって、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、シフトアクチュエータアセンブリは、第２キャリア部材に動作可能に連結される油圧アクチュエータを有し、油圧アクチュエータは、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対位置を制御するように構成される第１電子比例バルブおよび第２電子比例バルブを含み、コンピュータ実装システムは、実行可能命令を実行するように構成されるオペレーティングシステム、およびメモリデバイスを有するデジタル処理デバイスと、第１電子比例バルブおよび第２電子比例バルブを管理するように構成されるソフトウェアモジュールを含むアプリケーションを作成するための、デジタル処理デバイスによって実行可能な命令を含むコンピュータプログラムと、第１キャリア位置センサ、第２キャリア位置センサ、第１電子比例バルブと油圧連通する第１電子圧力センサ、第２電子比例バルブと油圧連通する第２電子圧力センサ、ＣＶＰ入力速度センサ、ＣＶＰ出力速度センサ、およびＣＶＰ速度比センサを有する複数のセンサとを備え、複数のセンサは、第１キャリア位置、第２キャリア位置、第１電子比例バルブと油圧連通する第１電子圧力、第２電子比例バルブと油圧連通する第２電子圧力、ＣＶＰ入力速度、ＣＶＰ出力速度、およびＣＶＰ速度比を含む無段変速機のパラメータをモニタリングするように構成され、ソフトウェアモジュールは、複数のセンサからデータを受信し、第１電子比例バルブおよび第２電子比例バルブの制御された起動を管理するための命令を実行し、ソフトウェアモジュールは、目標の油圧を送るように第１電子比例バルブおよび第２電子比例バルブをコマンドし、ソフトウェアモジュールは、ＣＶＰ速度比をモニタリングし、ソフトウェアモジュールは、ＣＶＰの第２キャリア位置に対する第１キャリア位置の変化をＣＶＰの速度比に少なくとも部分的に基づいてコマンドする。

コンピュータ実装システムのいくつかの実施形態において、ＣＶＰ速度比は、ＣＶＰ出力速度センサに少なくとも部分的に基づいて決定される。

コンピュータ実装システムのいくつかの実施形態において、第２キャリア位置に対する第１キャリア位置は、ＣＶＰ速度比を示す。

本明細書において提供されるのは、キャリアアセンブリに連結される複数の傾動可能なボールを有する遊星無段変速機用の油圧アクチュエータアセンブリであって、キャリアアセンブリは、第１キャリア部材および第２キャリア部材を有し、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、油圧アクチュエータアセンブリは、加圧流体を受け取るように適合されるマニホールド本体と、マニホールド本体に連結されるソレノイドバルブと、マニホールド本体内に収容および支持されるスプールとを備え、マニホールド本体は、加圧流体をソレノイドバルブおよびスプールへ経路指定するように構成され、マニホールド本体は、少なくとも１つのキャリア部材に油圧的に連結される。

いくつかの実施形態において、油圧アクチュエータは、第１圧力シリンダ、第２圧力シリンダ、および制御ピストンを備え、第１圧力シリンダおよび第２圧力シリンダは、制御ピストンの両側に流体圧力を及ぼすように配置される。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、制御ピストンは、少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、制御ピストンの動きは、キャリア部材の回転に対応する。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、複数の排水チャネルが、スプールおよびソレノイドバルブと流体連通する。

本明細書において提供されるのは、キャリアアセンブリに連結される複数の傾動可能なボールを有する遊星無段変速機用の油圧アクチュエータアセンブリであって、キャリアアセンブリは、第１キャリア部材および第２キャリア部材を有し、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、油圧アクチュエータアセンブリは、加圧流体を受け取るように適合されるマニホールド本体と、マニホールド本体に連結される第１ソレノイドバルブと、マニホールド本体に連結される第２ソレノイドバルブとを備え、マニホールド本体は、加圧流体を第１ソレノイドバルブおよび第２ソレノイドバルブへ経路指定するように適合され、マニホールド本体には、第１排出口および第２排出口が設けられ、第１排出口は、第１ソレノイドバルブと流体連通し、第２排出口は、第２ソレノイドバルブと流体連通し、第１排出口および第２排出口は、少なくとも１つのキャリア部材に油圧的に連結される。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、第１圧力シリンダ、第２圧力シリンダ、および制御ピストンは、制御ピストンの両側に流体圧力を及ぼすように配置される。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、制御ピストンは、少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、制御ピストンの動きは、キャリア部材の回転に対応する。

本明細書において提供されるのは、キャリアアセンブリに連結される複数の傾動可能なボールを有する遊星無段変速機用のシフトアクチュエータアセンブリであって、キャリアアセンブリは、第１キャリア部材および第２キャリア部材を有し、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、シフトアクチュエータアセンブリは、少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される油圧アクチュエータであって、油圧アクチュエータは、第１電子比例バルブを有し、第１電子比例バルブは、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対位置を制御するように構成される油圧アクチュエータと、少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される制動デバイスであって、変速機の動作中、少なくとも１つのキャリア部材の反作用トルクを調整するように構成される制動デバイスとを有する。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、制動デバイスは、第１バネを有し、第１バネは、キャリア部材および接地部材に連結される。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、制動デバイスは、キャリア部材に連結される第２バネをさらに有し、第２バネは、第１バネに連結され、第１バネは、第１バネレートを有し、第２バネは、第２バネレートを有する。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、制動デバイスは、調整可能予圧を持つバネを有する。

本明細書において提供されるのは、キャリアアセンブリに連結される複数の傾動可能なボールを有するボール遊星バリエータを有する無段変速機（ＣＶＰ）のシフトアクチュエータアセンブリ用のコンピュータ実装システムであって、キャリアアセンブリは、第１キャリア部材および第２キャリア部材を有し、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、システムは、少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される油圧アクチュエータを備え、油圧アクチュエータは、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対位置を制御するように構成される少なくとも１つの電子バルブを有し、コンピュータ実装システムは、実行可能命令を実行するように構成されるオペレーティングシステム、およびメモリデバイスを有するデジタル処理デバイスと、少なくとも１つの電子バルブを管理するように構成されるソフトウェアモジュールを含むアプリケーションを作成するための、デジタル処理デバイスによって実行可能な命令を含むコンピュータプログラムと、第１キャリア位置センサ、第２キャリア位置センサ、第１電子比例バルブと油圧連通する第１電子圧力センサ、第２電子比例バルブと油圧連通する第２電子圧力センサ、ＣＶＰ入力速度センサ、ＣＶＰ出力速度センサ、およびＣＶＰ速度比センサを有する複数のセンサとを備え、複数のセンサは、第１キャリア位置、第２キャリア位置、第１電子比例バルブと油圧連通する第１電子圧力、第２電子比例バルブと油圧連通する第２電子圧力、ＣＶＰ入力速度、およびＣＶＰ出力速度を含む無段変速機のパラメータをモニタリングするように構成され、ソフトウェアモジュールは、複数のセンサからデータを受信し、少なくとも１つの電子バルブへの流体供給圧力を管理するための命令を実行し、ソフトウェアモジュールは、コマンドされた圧力を送るように少なくとも１つの電子バルブをコマンドし、ソフトウェアモジュールは、ＣＶＰ速度比をモニタリングし、ソフトウェアモジュールは、第２キャリア位置に対する第１キャリア位置の変化をＣＶＰの速度比に少なくとも部分的に基づいてコマンドする。本明細書において提供されるのは、キャリアアセンブリに連結される複数の傾動可能なボールを有するボール遊星バリエータを有する無段変速機（ＣＶＰ）のシフトアクチュエータアセンブリ用のコンピュータ実装システムであって、キャリアアセンブリは、第１キャリア部材および第２キャリア部材を有し、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、システムは、少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される油圧アクチュエータを備え、油圧アクチュエータは、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対位置を制御するように構成される電子バルブを有し、コンピュータ実装システムは、実行可能命令を実行するように構成されるオペレーティングシステム、およびメモリデバイスを有するデジタル処理デバイスと、電子バルブを管理するように構成されるソフトウェアモジュールを含むアプリケーションを作成するための、デジタル処理デバイスによって実行可能な命令を含むコンピュータプログラムと、第１キャリア位置センサ、第２キャリア位置センサ、電子バルブと油圧連通する電子圧力センサ、ＣＶＰ入力速度センサ、およびＣＶＰ出力速度センサを有する複数のセンサとを備え、複数のセンサは、第１キャリア位置、第２キャリア位置、電子バルブと油圧連通する圧力、ＣＶＰ入力速度、およびＣＶＰ出力速度を含む無段変速機のパラメータをモニタリングするように構成され、ソフトウェアモジュールは、複数のセンサからデータを受信し、電子バルブへの流体供給圧力を制御するための命令を実行し、ソフトウェアモジュールは、当該圧力で動作するように送るように電子バルブをコマンドし、ソフトウェアモジュールは、ＣＶＰ速度比をＣＶＰ入力速度およびＣＶＰ出力速度に基づいてモニタリングし、ソフトウェアモジュールは、ＣＶＰの第２キャリア位置に対する第１キャリア位置の変化をＣＶＰの速度比に少なくとも部分的に基づいてコマンドする。いくつかの実施形態において、ソフトウェアモジュールは、流体供給圧力をＣＶＰの所望される制動に少なくとも部分的に基づいて制御するように構成される制動制御サブモジュールをさらに含む。いくつかの実施形態において、ＣＶＰの所望される制動は、ＣＶＰへのトルク入力に少なくとも部分的に基づく。いくつかの実施形態において、ソフトウェアモジュールは、トルク入力に少なくとも部分的に基づいてコマンドされた油圧の値を格納する較正表をさらに含む。

［参照による組み込み］
本明細書において言及される全ての刊行物、特許、および特許出願は、個々の各刊行物、特許、または特許出願が参照により組み込まれることを具体的におよび個々に示される場合と同程度で、参照により本明細書に組み込まれる。

本発明の新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に具体的に記載されている。本発明の原理が利用される例示的な実施形態を記載する以下の詳細な説明と、次の添付の図面を参照することにより、本発明の特徴および利点のより良好な理解が得られるであろう。

ボール型バリエータの側面断面図である。

図１のバリエータで使用されるキャリア部材の平面図である。

図１のボール型バリエータの異なる傾動位置の説明図である。

車両で使用される無段変速機（ＣＶＴ）の基本的な駆動系構成のブロック図である。

油圧アクチュエータを有するシフトアクチュエータアセンブリの概略図である。

図５のシフトアクチュエータアセンブリの別の概略図である。

シングルソレノイドバルブを有する油圧シフトアクチュエータの概略図である。

デュアルソレノイドバルブを有する油圧シフトアクチュエータの概略図である。

能動制動制御を有する変速機制御システムのブロック図である。

受動制動制御を有する油圧シフトアクチュエータの概略図である。

別の受動制動制御システムを有する油圧シフトアクチュエータの概略図である。

制動制御システムが設けられるキャリア部材の概略図である。

受動制動制御システム用のバネ構成の概略図である。

いくつかの制動制御システムのキャリア位置対反作用トルクのチャートを示す。

本発明は、無段変速機の速度比を油圧方式で制御することに関する。ボール遊星ＣＶＴ設計が、油圧の追加に適合される。ボール型バリエータのキャリアは、油圧アクチュエータによって支持される。この結果、速度比は、設定された速度比とＣＶＴを流れるトルクとの両方によって制御される。その後、ＣＶＴの制御性が高められる。

どちらも参照により本明細書に組み込まれている、米国特許公開第２００８／０１２１４８７号および米国特許第８，４６９，８５６号で説明されているような典型的なボール遊星バリエータＣＶＴ設計は、薄い流体膜のせん断により入力転がり面と出力転がり面との間の力を伝達するローリングトラクション駆動システムを表す。この技術は、遊星ギアシステムに類似するその動作に起因して、連続可変遊星（ＣＶＰ）と呼ばれる。システムは、図１に示されるように、動力源によって駆動される入力ディスク（リング）、ＣＶＰ出力を駆動する出力ディスク（リング）、これら２つのディスクの間に嵌め合わされるボールのセット、および中央の太陽から成る。ボールは、ボールの車軸のセットの各端部における２つのキャリアディスクの回転によって、それら自体のそれぞれの車軸の周囲を回転することができる。システムは、また、ボール型バリエータとも称される。

好ましい実施形態が、ここで添付図面を参照して説明され、同様の参照符号は、全体を通して同様の要素を指す。以下の説明で使用される用語は、単に本発明のある特定の実施形態の詳細な説明に関連して使用されているので、いかなる限定的または制限的な態様で解釈されるべきではない。さらに、本発明の実施形態は、いくつかの新規な特徴を含んでよい。そのうちの１つが、単独で所望の属性の原因となる、または説明される発明を実施するために不可欠であるわけではない。

本明細書において提供されるのは、ＣＶＰ、つまり連続可変遊星としても知られる、ボール型バリエータに基づいたＣＶＴの構成である。ボール型無段変速機の基本的なコンセプトは、米国特許第８，４６９，８５６号および第８，８７０，７１１号に説明され、これらは参照により全体が本明細書に組み込まれる。本明細書を通して説明されているように、ここで適合されたそのようなＣＶＴは、図１に示されるように、用途に応じていくつかのボール（遊星、球体）１、ボールと接する円錐面をもつ２つのリング（ディスク）アセンブリ、入力２、出力３、およびアイドラ（太陽）アセンブリ４を含む。ボールは、傾動可能な車軸５に取り付けられ、ボール自体は、第２キャリア部材７に動作可能に連結された第１キャリア部材６を有するキャリア（ステータ、ケージ）アセンブリ内に保持される。第１キャリア部材６は、第２キャリア部材７に対して回転し、その逆も当てはまる。いくつかの実施形態において、第１キャリア部材６は、回転から実質的に固定されるが、第２キャリア部材７は、第１キャリア部材に対して回転するように構成され、その逆も当てはまる。いくつかの実施形態において、第１キャリア部材６には、いくつかの半径方向のガイドスロット８が設けられる。第２キャリア部材７には、いくつかの半径方向にオフセットされたガイドスロット９が設けられる。半径方向のガイドスロット８および半径方向にオフセットされたガイドスロット９は、傾動可能な車軸５をガイドするように適合される。車軸５は、ＣＶＴの動作中に所望の比率の入力速度対出力速度を実現するように調整される。いくつかの実施形態において、車軸５の調整は、車軸５の傾きを与えるべく、第１キャリア部材および第２キャリア部材の位置の制御を伴い、それによりバリエータの速度比を調整する。Ｍｉｌｎｅｒによって製造されたもののような他の種類のボールＣＶＴも存在するが、僅かに異なる。

図１のそのようなＣＶＰの動作原理が、図２に示されている。ＣＶＰ自体は、トラクション流体で機能する。ボールと円錐形リングとの間の潤滑剤は、高圧で固体として機能し、ボールを介して入力リングから出力リングへと動力を伝達する。ボールの軸を傾動させることによって、この比率は、入力と出力との間で変化する。軸が水平であるとき、比率は、図３で示されるように、１であり、軸が傾動されるとき、軸と接点との間の距離は変化し、全体比率を変更する。全てのボールの軸は、キャリアおよび／またはアイドラ内に含まれる機構と同時に傾動される。ここに開示されている本発明の実施形態は、各々が動作中に所望の比率の入力速度対出力速度を実現するように調整される傾動可能な回転軸を有する、概ね球状の遊星を用いたバリエータおよび／またはＣＶＴの制御に関する。いくつかの実施形態において、当該回転軸の調整は、第１平面に実質的に直交する第２平面における遊星軸の角度調整を実現するべく、第１平面における遊星軸の角度のずれを伴い、それによりバリエータの速度比を調整する。第１平面における角度のずれは、ここでは「スキュー」、「スキュー角度」、および／または「スキュー状態」と称される。いくつかの実施形態において、制御システムが、スキュー角度の使用を調整し、遊星の回転軸を傾動させるバリエータ内の特定の接触する構成部品間の力を生成する。遊星の回転軸の傾きにより、バリエータの速度比を調整する。

本開示を読めば、当業者は、本発明が変速機を必要とする任意の種類の機械に関連して採用され得る無段変速機を含むことを認識するであろう。例えば、変速機は、変速機を活用するいくつかの機械を挙げると、（ｉ）自動車、オートバイ、ＡＴＶ、万能車、ハイブリッド車、もしくは船舶のような原動機付車両、（ｉｉ）自転車、三輪車、運動装置のような原動機のない車両、または（ｉｉｉ）エンドミル、旋盤、ボール盤、ポンプ、発電装置、製紙工場もしくは繊維工場のような産業装置で使用されてよい。

ここで用いられる場合、「動作的に接続される」、「動作的に連結される」、「動作的に結合される」、「動作可能に接続される」、「動作可能に連結される」、「動作可能に結合される」という用語、および同様の用語は、１つの要素の動作が第２要素の対応する、その後に続く、または同時の動作または作動をもたらし、これによる要素間の関係（機械的、結合、連結など）を指す。発明の実施形態を説明するために当該用語を用いるときに、これらの要素を結合または連結する具体的な構造または機構が典型的には説明されることに留意されたい。しかしながら、別途具体的に記載されない限り、当該用語のうちの１つが用いられるとき、その用語は、実際の結合または連結が様々な形態を取り得ることを示し、これらは特定の例において関連技術の当業者には容易に明らかとなろう。

説明の目的のために、「半径方向」という用語は、ここでは変速機またはバリエータの長手方向の軸に対して直交する方向または位置を示すべく用いられる。ここで用いられる「軸方向」という用語は、変速機またはバリエータの主軸または長手方向の軸と平行な軸に沿った方向または位置を指す。簡潔に分かりやすくするために、同様の符号を付された同様の構成部品（例えば、制御ピストン１２３Ａおよび制御ピストン１２３Ｂ）が場合によっては、単一の符号（例えば、制御ピストン１２３）で集合的に参照される。

本明細書において「トラクション」に言及する場合、動力伝達の主モードまたは占有モードが「摩擦」による用途を除外しないことに留意すべきである。ここではトラクションと摩擦駆動との間に分類上の差異を設けることを試みることなく、これらが異なる型の動力伝達として概ね理解され得る。通常、トラクション駆動は、２つの要素間に閉じ込められた薄い流体層におけるせん断力による当該要素間の動力の伝達を伴う。通常、これらの用途で用いられる流体は、従来の鉱油より大きなトラクション係数を示す。トラクション係数（μ）は、接触する構成部品の接続部において利用可能な最大の利用可能トラクション力を表し、最大の利用可能駆動トルクの尺度である。典型的には、摩擦駆動は、２つの要素間の摩擦力による当該要素間の動力の伝達に概ね関する。本開示の目的のために、ここに説明されているＣＶＴは、トラクションの適用および摩擦の適用の両方で動作することができることが理解されるべきである。一般的に、トラクション係数μは、とりわけ、トラクション流体特性、接触部分での通常の力、および接触部分でのトラクション流体の速さの関数である。所与のトラクション流体に関して、トラクション係数μは、構成部品の相対速度の増加とともに、トラクション係数μが最大能力に達するまで増加し、その後、トラクション係数μは低下する。トラクション流体の最大能力を超えている状態は、しばしば「グロススリップ状態」と称される。

ここで用いられているように、「クリープ」、「比例ドループ」または「スリップ」は、本体の他のものと相対的な、個別の局所的な動きであり、本明細書で説明されている機構のような、転がり接触構成部品の相対速度によって例示される。トラクション駆動において、駆動要素から被駆動要素へのトラクション接続部を介する動力の伝達は、クリープを必要とする。通常、動力伝達の方向にあるクリープは、「転がり方向にあるクリープ」と称される。場合により、駆動および被駆動要素は、動力伝達の方向に直交する方向のクリープを経験し、そのような場合、このクリープの構成部品は、「横方向クリープ」と称される。

説明の目的のために、「原動機」、「エンジン」という用語、および同様の用語は、本明細書において動力源を示すべく用いられる。当該動力源は、いくつか例を挙げると、炭化水素、電気、バイオマス、原子力、太陽光、地熱、液圧、空圧、および／または風力を含むエネルギー源によって燃料を供給され得る。典型的に車両用途または自動車用途において説明されるが、当業者であれば、この技術に関するより広い適用およびこの技術を含む変速機を駆動するための代替的な動力源の使用を認識するであろう。

当業者であれば、本明細書に記載の変速機制御システムを参照することを含む、本明細書で開示されている実施形態に関連して説明されている様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズム段階は、例えば、電子ハードウェア、コンピュータ可読媒体に記憶され、プロセッサによって実行可能なソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得ることを認識するであろう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に説明するために、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、および段階が、概ねそれらの機能性の観点から上述されてきた。そのような機能性がハードウェアとして実装されるか、ソフトウェアとして実装されるかは、システム全体に課される特定の用途と設計の制約に依存する。当業者は、説明されている機能性を異なる方法で、各特定の用途のために実装し得るが、そのような実装判断は、本発明の範囲からの逸脱を生じさせるものとして解釈されるべきではない。例えば、本明細書に開示されている実施形態に関連して説明されている様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、本明細書で説明されている機能を実行するために設計される汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、もしくは他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲートもしくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、またはそれらの任意の組合せと共に実装または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、代替的には、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであり得る。プロセッサは又、コンピューティングデバイスの組合せとして実装され得、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサの組合せ、ＤＳＰコアを併用する１または複数のマイクロプロセッサの組合せ、または任意の他のそのような構成の組合せとして実装され得る。そのようなモジュールに関するソフトウェアはＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野において公知である、任意の他の適切な形態の記憶媒体内に存在し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取ったり、記憶媒体に情報を書き込んだりできるようプロセッサに連結されている。代替的には、記憶媒体は、プロセッサと一体であり得る。プロセッサおよび記憶媒体は、ＡＳＩＣ内に存在し得る。例えば、いくつかの実施形態において、ＩＶＴの制御用のコントローラは、プロセッサ（図示せず）を含む。

ここで図４を参照すると、いくつかの実施形態において、車両には、エンジンと無限または無段変速機（ＣＶＴ）との間にトーショナルダンパを有する駆動系が搭載されて、（この文脈において、バリエータまたはＣＶＰとも呼ばれる）ＣＶＴを損傷し得る、トルクピークおよびトルク振動の伝達を回避する。いくつかの構成において、このダンパは、また、始動機能のためにクラッチと連結されるように、またはエンジンが変速機から切り離されることを可能にするように、任意で構成される。（ボール型トラクション駆動の他に）他の種類のＣＶＴが、また、このレイアウトのバリエータとして使用される。バリエータが、一次的な変速機として直接使用される上記の構成に加えて、他のアーキテクチャも可能である。様々な動力経路のレイアウトが、いくつかのギア、クラッチ、および単純または複合遊星を追加することによって、任意で導入される。そのような構成において、変速機全体が、いくつかの動作モード、ＣＶＴ、ＩＶＴ、組み合わされたモードなどを提供する。無限または無段変速機で使用される制御システムが、ここで説明される。

本明細書において提供されるのは、第１キャリア部材および第２キャリア部材に連結される複数の傾動可能なボールを有する遊星無段変速機用のシフトアクチュエータアセンブリであって、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、シフトアクチュエータアセンブリは、第２キャリア部材に動作可能に連結される油圧アクチュエータを備え、油圧アクチュエータは、第１電子比例バルブを有し、電子比例バルブは、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対位置を制御するように構成される。

いくつかの実施形態において、シフトアクチュエータアセンブリは、第２電子比例バルブをさらに備え、第１電子比例バルブおよび第２電子比例バルブは、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対位置を制御するように構成される。

いくつかの実施形態において、シフトアクチュエータアセンブリは、第２キャリア部材に動作可能に連結される、第１油圧ピストンおよび第１シリンダアセンブリをさらに備える。

シフトアクチュエータアセンブリのいくつかの実施形態において、第２油圧ピストンおよび第２シリンダアセンブリをさらに備え、第１油圧ピストンおよび第２油圧ピストンおよび第１シリンダアセンブリおよび第２シリンダアセンブリは、第１電子比例バルブおよび第２電子比例バルブと流体連通する。

シフトアクチュエータアセンブリのいくつかの実施形態において、第１油圧ピストンおよび第２油圧ピストンおよび第１シリンダアセンブリおよび第２シリンダアセンブリは、第２キャリア部材上で反力を提供するように構成される。

シフトアクチュエータアセンブリのいくつかの実施形態において、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対位置は、変速機の速度比の状態に対応する。

シフトアクチュエータアセンブリのいくつかの実施形態において、第１電子比例バルブおよび第２電子比例バルブは、第１油圧ピストンおよび第２油圧ピストンおよび第１シリンダアセンブリおよび第２シリンダアセンブリに油圧を提供するように構成され、油圧は、変速機の動作状態を示す。

シフトアクチュエータアセンブリのいくつかの実施形態において、変速機の動作状態は、速度比またはＣＶＰ出力トルクである。

本明細書において提供されるのは、第１キャリア部材および第２キャリア部材に連結される複数の傾動可能なボールを有する遊星無段変速機の速度比を制御する方法であって、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、方法は、複数の制御バルブを有する油圧バルブアセンブリを提供する段階と、油圧バルブアセンブリを第２キャリア部材に連結する段階とを備え、油圧バルブアセンブリは、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対的な回転を制御するように構成される。

本明細書において提供されるのは、第１キャリア部材および第２キャリア部材に連結される複数の傾動可能なボールを有するボール遊星バリエータを有する無段変速機（ＣＶＰ）のシフトアクチュエータアセンブリ用のコンピュータ実装システムであって、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、シフトアクチュエータアセンブリは、第２キャリア部材に動作可能に連結される油圧アクチュエータを備え、油圧アクチュエータは、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対位置を制御するように構成される、第１電子比例バルブおよび第２電子比例バルブを有し、コンピュータ実装システムは、実行可能命令を実行するように構成されるオペレーティングシステム、およびメモリデバイスを有するデジタル処理デバイスと、第１電子比例バルブおよび第２電子比例バルブを管理するために構成されるソフトウェアモジュールを含むアプリケーションを作成するための、デジタル処理デバイスによって実行可能な命令を含むコンピュータプログラムと、第１キャリア位置センサ、第２キャリア位置センサ、第１電子比例バルブと油圧連通する第１電子圧力センサ、第２電子比例バルブと油圧連通する第２電子圧力センサ、ＣＶＰ入力速度センサ、ＣＶＰ出力速度センサ、およびＣＶＰ速度比センサを有する複数のセンサとを備え、複数のセンサは、第１キャリア位置、第２キャリア位置、第１電子比例バルブと油圧連通する第１電子圧力、第２電子比例バルブと油圧連通する第２電子圧力、ＣＶＰ入力速度、ＣＶＰ出力速度およびＣＶＰ速度比を含む無段変速機のパラメータをモニタリングするように構成され、ソフトウェアモジュールは、複数のセンサからデータを受信し、第１電子比例バルブおよび第２電子比例バルブの制御された起動を管理するための命令を実行し、ソフトウェアモジュールは、第１油圧を送るように第１電子比例バルブをコマンドし、第２油圧を送るように第２電子比例バルブをコマンドし、ソフトウェアモジュールは、ＣＶＰ（入力／出力）速度比をモニタリングし、ソフトウェアモジュールは、第２キャリア位置に対する第１キャリア位置の変化をＣＶＰの速度比に少なくとも部分的に基づいてコマンドする。

コンピュータ実装システムのいくつかの実施形態において、ＣＶＰ速度比は、ＣＶＰ出力速度センサに少なくとも部分的に基づいて決定される。

コンピュータ実装システムのいくつかの実施形態において、第２キャリア位置に対する第１キャリア位置は、ＣＶＰ速度比を示す。

本明細書において提供されるのは、キャリアアセンブリに連結される複数の傾動可能なボールを有する遊星無段変速機用の油圧アクチュエータアセンブリであって、キャリアアセンブリは、第１キャリア部材および第２キャリア部材を有し、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、油圧アクチュエータアセンブリは、加圧流体を受け取るように適合されるマニホールド本体と、マニホールド本体に連結されるソレノイドバルブと、マニホールド本体内に収容および支持されるスプールとを備え、マニホールド本体は、加圧流体をソレノイドバルブおよびスプールへ経路指定するように構成され、マニホールド本体は、少なくとも１つのキャリア部材に油圧的に連結される。

いくつかの実施形態において、油圧アクチュエータは、第１圧力シリンダ、第２圧力シリンダ、および制御ピストンを備え、第１圧力シリンダおよび第２圧力シリンダは、制御ピストンの両側に流体圧力を及ぼすように配置される。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、制御ピストンは、少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、制御ピストンの動きは、キャリア部材の回転に対応する。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、複数の排水チャネルが、スプールおよびソレノイドバルブと流体連通する。

本明細書において提供されるのは、キャリアアセンブリに連結される複数の傾動可能なボールを有する遊星無段変速機用の油圧アクチュエータアセンブリであって、キャリアアセンブリは、第１キャリア部材および第２キャリア部材を有し、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、油圧アクチュエータアセンブリは、加圧流体を受け取るように適合されるマニホールド本体と、マニホールド本体に連結される第１ソレノイドバルブと、マニホールド本体に連結される第２ソレノイドバルブとを備え、マニホールド本体は、加圧流体を第１ソレノイドバルブおよび第２ソレノイドバルブへ経路指定するように適合され、マニホールド本体には、第１排出口および第２排出口が設けられ、第１排出口は、第１ソレノイドバルブと流体連通し、第２排出口は、第２ソレノイドバルブと流体連通し、第１排出口および第２排出口は、少なくとも１つのキャリア部材と油圧的に連結される。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、第１圧力シリンダ、第２圧力シリンダ、および制御ピストンは、制御ピストンの両側に流体圧力を及ぼすように配置される。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、制御ピストンは、少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、制御ピストンの動きは、キャリア部材の回転に対応する。

ここで図５および図６に移ると、いくつかの実施形態において、シフトアクチュエータアセンブリ１０が、傾動可能な回転軸１８をそれぞれ有するいくつかのボール１６に、半径方向および軸方向支持を提供するように配置される第１キャリア部材１２および第２キャリア部材１４を有する無段変速機（ＣＶＴ）上で使用される。第１キャリア部材１２および第２キャリア部材１４は、互いに対して回転するように適合される。第２キャリア部材１４に対する第１キャリア部材１２の相対的な回転、またはその逆は、ＣＶＴの動作状態のシフトに対応する。シフトアクチュエータアセンブリ１０には、第２キャリア部材１４に動作可能に連結される油圧アクチュエータ２２が、任意で設けられる。

いくつかの実施形態において、油圧アクチュエータ２２は、第２キャリア部材１４に動作可能に連結される第１ピストン・シリンダアセンブリ３０を含む。第１ピストン・シリンダアセンブリ３０が構成され、これにより、シリンダが、ピストンに位置の変化を与えるために、加圧油圧流体を受け取るように適合される。ピストンの位置の変化は、第２キャリア部材１４の回転位置の変化に対応する。いくつかの実施形態において、第１ピストン・シリンダアセンブリ３０は、第１圧力安全バルブ３２に油圧的に連結される。第１ピストン・シリンダアセンブリ３０は、第１比例バルブ３４に油圧的に連結される。いくつかの実施形態において、第１比例バルブ３４は、電子制御される。第１比例バルブ３４は、第１ピストン・シリンダアセンブリ３０に入る加圧流体を制御するために使用され、それにより、第２キャリア部材１４の回転位置を制御する。

いくつかの実施形態において、油圧アクチュエータ２２は、第２キャリア部材１４に動作可能に連結される第２ピストン・シリンダアセンブリ４０を含む。第２ピストン・シリンダアセンブリ４０が構成され、これにより、シリンダが、ピストンに位置の変化を与えるために、加圧油圧流体を受け取るように適合される。ピストンの位置の変化は、第２キャリア部材１４の回転位置の変化に対応する。いくつかの実施形態において、第２ピストン・シリンダアセンブリ４０は、第２圧力安全バルブ４２に油圧的に連結される。第２ピストン・シリンダアセンブリ４０は、第２比例バルブ４４に油圧的に連結される。いくつかの実施形態において、第２比例バルブ４４は、電子制御される。第２比例バルブ４４は、第２ピストン・シリンダアセンブリ４０に入る加圧流体を制御するために使用され、それにより、第２キャリア部材１４の回転位置を制御する。

ＣＶＴの動作中、油圧アクチュエータ２２は、ＣＶＴの動作状態を調整するために、電子コントローラにより制御される。例えば、油圧アクチュエータ２２には、第１ピストン・シリンダアセンブリ３０および第２ピストン・シリンダアセンブリ４０のそれぞれに連結される電子圧力センサが設けられる。圧力測定値が、ＣＶＴの現在の動作状態を示すために使用される。第１比例バルブ３４および第２比例バルブ４４を調整するために、信号が、電子コントローラからコマンドされ、または送信される。第１圧力安全バルブ３２および第２圧力安全バルブ４２は、それぞれ第１ピストン・シリンダアセンブリ３０および第２ピストン・シリンダアセンブリ４０の内部圧力に上限を提供するように調整され、それにより、ＣＶＴにおける動作トルクを制限する。

ここで図７を参照すると、いくつかの実施形態において、油圧アクチュエータ５０は、マニホールド本体５４に動作可能に連結されるソレノイドバルブ５２を含んでよい。ソレノイドバルブ５２は、変速機制御システムと電子通信する、周知の電気機械的に制御されたバルブである。マニホールド本体５４は、スプール５６を収容し、支持するように構成される。スプール５６は、マニホールド本体５４の内側に沿って軸方向に動くように適合される。換言すると、スプールは、図７のページの面に対して左右に動くように適合される。スプール５６は、第１端部、中央部、および第２端部を有する、概ねシリンダ状の本体である。スプール５６は、任意で、中央部と第１端部との間に位置付けられる第１ネック部とともに形成される。スプール５６は、任意で、中央部と第２端部との間に位置付けられる第２ネック部とともに形成される。スプール５６の軸方向の動きは、バネ５７による反作用である。バネ５７は、スプール５６の一方の端部に位置付けられる。スプール５６に沿った異なる場所にバネ５７を位置付けることが、油圧アクチュエータ５０のいくつかの実施形態に関して所望され得ることに留意すべきである。マニホールド本体５４は、流入口５８で加圧流体を受け取るように構成される。チャネル５９が、流入口５８をスプール５６に接続する。マニホールド本体５４は、第１排出口６０および第２排出口６２で構成される。油圧アクチュエータ５０の動作中、加圧流体は、マニホールド本体５４に入り、スプール５６に送られる。スプール５６の軸方向位置が、加圧流体の第１排出口６０および第２排出口６２への流れを制御する。スプール５６の軸方向位置は、ソレノイドバルブ５２によって制御される。ソレノイドバルブ５２は、チャネル５９を通じて加圧流体を受け取る。いくつかの排水チャネル６４が、マニホールド本体５４内に提供される。排水チャネル６４は、ソレノイドバルブ５２およびスプール５６に油圧的に連結される。いくつかの実施形態において、排水チャネル６４は、変速機サンプへと流体を放出する。

いくつかの実施形態において、第１排出口６０は、第１シリンダ６６に油圧的に連結される。第２排出口６２は、第２シリンダ６８に油圧的に連結される。第１シリンダ６６および第２シリンダ６８は、ピストン７０に圧力を及ぼすように配置される。ピストン７０は、キャリア１４に動作可能に連結される。第１シリンダ６６、第２シリンダ６８、およびピストン７０のレイアウトが、場合により複動ピストン構成と称され、これにより、第１シリンダ６６と第２シリンダ６８との間の圧力差異が、より高い圧力の方向に結果として生じる力を有し、それにより、結果として生じる力の方向にピストン７０を動かすことに留意すべきである。

ＣＶＴの動作中、速度比は、第１シリンダ６６および第２シリンダ６８内の流体圧力を変化させることによって制御される。流体圧力は、ソレノイドバルブ５２およびスプール５６によって制御される。

ここで図８を参照すると、いくつかの実施形態において、油圧アクチュエータ８０は、マニホールド本体８６により支持される第１ソレノイドバルブ８２および第２ソレノイドバルブ８４を含む。マニホールド本体８６には、第１ソレノイドバルブ８２および第２ソレノイドバルブ８４に加圧流体を供給する、いくつかの流入開口８８が設けられる。マニホールド本体８６には、例えば、流体を油圧アクチュエータ８０から変速機サンプまで経路指定するように適合される、いくつかの排水チャネル９０が設けられる。マニホールド本体８６には、第１ソレノイドバルブ８２と油圧連通する第１排出開口９２が設けられる。別の言い方をすれば、第１ソレノイドバルブ８２は、第１排出開口９２で作動流体の圧力を制御するように作用する。マニホールド本体８６には、第２ソレノイドバルブ８２と油圧連通する第２排出開口９４が設けられる。すなわち、第２ソレノイドバルブ８２は、第２排出開口９４で作動流体の圧力を制御するように作用する。第１排出開口９２は、第１シリンダ６６に油圧的に連結される。第２排出開口９４は、第２シリンダ６８に油圧的に連結される。前述されているように、第１シリンダ６６と第２シリンダ６８との間の圧力差が、ピストン７０に作用し、それにより、キャリア１４を回転し、ＣＶＴの動作中の速度比の変化を容易にする。

［トルクの制動］
本明細書で提供されるのは、キャリアアセンブリに連結される複数の傾動可能なボールを有する遊星無段変速機用のシフトアクチュエータアセンブリであって、キャリアアセンブリは、第１キャリア部材および第２キャリア部材を有し、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、シフトアクチュエータアセンブリは、少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される油圧アクチュエータであって、油圧アクチュエータは、第１電子比例バルブを有し、第１電子比例バルブは、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対位置を制御するように構成される油圧アクチュエータと、少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される制動デバイスとを有し、制動デバイスは、変速機の動作中に少なくとも１つのキャリア部材上の反作用トルクを調整するように構成される。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、制動デバイスは、第１バネを有し、第１バネは、キャリア部材および接地部材に連結される。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、制動デバイスは、キャリア部材に連結される第２バネをさらに有し、第２バネは、第１バネに連結され、第１バネは、第１バネレートを有し、第２バネは、第２バネレートを有する。

油圧アクチュエータのいくつかの実施形態において、制動デバイスは、調整可能予圧を持つバネを有する。

本明細書において提供されるのは、キャリアアセンブリに連結される複数の傾動可能なボールを有するボール遊星バリエータを有する無段変速機（ＣＶＰ）のシフトアクチュエータアセンブリ用のコンピュータ実装システムであって、キャリアアセンブリは、第１キャリア部材および第２キャリア部材を有し、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、システムは、少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される油圧アクチュエータを備え、油圧アクチュエータは、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対位置を制御するように構成される少なくとも１つの電子バルブを有し、コンピュータ実装システムは、実行可能命令を実行するように構成されるオペレーティングシステム、およびメモリデバイスを有するデジタル処理デバイスと、少なくとも１つの電子バルブを管理するように構成されるソフトウェアモジュールを含むアプリケーションを作成するための、デジタル処理デバイスにより実行可能な命令を含むコンピュータプログラムと、第１キャリア位置センサ、第２キャリア位置センサ、第１電子比例バルブと油圧連通する第１電子圧力センサ、第２電子比例バルブと油圧連通する第２電子圧力センサ、ＣＶＰ入力速度センサ、ＣＶＰ出力速度センサ、およびＣＶＰ速度比センサを有する複数のセンサとを備え、複数のセンサは、第１キャリア位置、第２キャリア位置、第１電子比例バルブと油圧連通する第１電子圧力、第２電子比例バルブと油圧連通する第２電子圧力、ＣＶＰ入力速度、およびＣＶＰ出力速度を含む無段変速機のパラメータをモニタリングするように構成され、ソフトウェアモジュールは、複数のセンサからデータを受信し、少なくとも１つの電子バルブへの流体供給圧力を管理するための命令を実行し、ソフトウェアモジュールは、コマンドされた圧力を送るように少なくとも１つの電子バルブをコマンドし、ソフトウェアモジュールは、ＣＶＰ速度比をモニタリングし、ソフトウェアモジュールは、ＣＶＰの第２キャリア位置に対する第１キャリア位置の変化をＣＶＰの速度比に少なくとも部分的に基づいてコマンドする。

車両動作中、ＣＶＴは、ＣＶＰを通じて伝達されるトルクの動的な変動に遭遇し得る。いくつかの例において、トルク変動は、車両が物体をひき、それにより駆動輪を通じて反作用をＣＶＰに伝達することによって生じる。いくつかの例において、トルク変動は、例えばエンジンからＣＶＰへのトルク入力によって生じる。ＣＶＰの制御システムは、これらの動的な事象を考慮し、これらに反応するように構成される。図１から図３に図示されるＣＶＰの動作中、ボールを介して伝達されるトルクは、キャリアアセンブリによる反作用である。前述されているように、第２キャリア部材に対する第１キャリア部材の相対的な回転は、ＣＶＰのシフティングを容易にする。

ここで図９を参照すると、いくつかの実施形態において、変速機制御システム１００は、いくつかの入力信号を受け取るように適合される。例えば、モード信号１０２は、変速機の現在の動作モードを示す。キャリア位置信号１０４は、第１キャリア部材または第２キャリア部材の回転位置を示す。車速信号１０６は、車両（図示せず）の現在の速度を示す。アクセルペダル位置信号１０８は、アクセルペダル（図示せず）の現在の位置を示す。いくつかの実施形態において、信号は、変速機または車両の構成部品に取り付けられるセンサから発生する。いくつかの実施形態において、アクセルペダル位置信号１０８は、エンジンスロットル位置（図示せず）を示すスロットル位置信号と置き換えられる。

いくつかの実施形態において、変速機制御システム１００は、モード信号１０２、キャリア位置信号１０４、車速信号１０６、およびアクセルペダル位置信号１０８を受け取る制御サブモジュール１１０を含む。制御サブモジュール１１０は、コマンドされたキャリア位置信号１１２を決定するようにプログラムされる。制御サブモジュール１１０は、所望されるキャリア位置を決定する様々な方法を任意で含むことに留意すべきである。例えば、所望されるキャリア位置は、任意で、とりわけ所望される動作速度比、所望される動作トルクに少なくとも部分的に基づく。変速機制御システム１００は、制御サブモジュール１１０と並行して稼働する制動制御サブモジュール１１４を任意で含む。制動制御サブモジュール１１４は、モード信号１０２、キャリア位置信号１０４、車速信号１０６、およびアクセルペダル位置信号１０８を受け取るように適合される。制動制御サブモジュール１１４は、コマンドされた油圧の大きさ１１６を決定するようにプログラムされる。既に述べられたように、シフティングを容易にするために、油圧がキャリアアセンブリに及ぼされる。変速機制御システム１００は、コマンドされたキャリア位置信号１１２およびコマンドされた油圧の大きさ１１６を受け取るアクチュエータ調整サブモジュール１１８を含む。アクチュエータ調整サブモジュール１１８は、コマンドされたキャリア位置信号１１２およびコマンドされた油圧の大きさ１１６に少なくとも部分的に基づいてアクチュエータコマンド信号１２０を決定するようにプログラムされる。いくつかの実施形態において、アクチュエータコマンド信号１２０は、例えば、ソレノイドバルブ５２に送信されるコマンド信号である。いくつかの実施形態において、コマンドされた油圧の大きさ１１６は、例えば、油圧アクチュエータ５０の流入口５８に供給される流体圧力の大きさを決定するための制御信号として使用される。

ＣＶＴの動作中、変速機制御システム１００は、変速機の速度比および動的な剛性／制動特性を制御する。例えば、コマンドされた油圧の大きさが高いとき、例えば、ピストン７０の保持力は高く、キャリア１４は、適切な位置に固く保持される、または別の言い方をすれば、キャリア１４は、トルクスパイクのために大きく制動される。第１シリンダ６６および第２シリンダ６８に加えられる差圧が、ピストン７０を動かす。速度比が変化しないことが所望されるとき、第１シリンダ６６および第２シリンダ６８に加えられる差圧は、ほぼゼロであるが、コマンドされた油圧の大きさは、依然として高くてよい。従って、変速機システムへの動的なトルク入力は、ピストン７０に加えられる保持力によって抵抗される。コマンドされた油圧の大きさが低いとき、ピストン７０の保持力は低く、キャリア１４は、適切な位置に柔らかく保持される、または別の言い方をすれば、キャリア１４は、トルク入力のために軽く制動される。従って、トルク入力が、保持力の大きさを乗り越えるべく十分に大きい場合、動的なトルク入力は、キャリア１４の位置を変化させ得る。高速シフトの事象が所望されるとき、軽く制動されることが所望され得る。いくつかの実施形態において、正確で一定な速度比の制御が所望される状態で動作されるとき、大きく制動されることが所望される。制動制御サブモジュール１１４は、任意で較正され、またはプログラムされ、これにより、ＣＶＴの動作中、軽いおよび大きな制動が所望される状態をマッピングする。

本明細書において提供されるのは、キャリアアセンブリに連結される複数の傾動可能なボールを有するボール遊星バリエータを有する無段変速機（ＣＶＰ）のシフトアクチュエータアセンブリ用のコンピュータ実装システムであって、キャリアアセンブリは、第１キャリア部材および第２キャリア部材を有し、第１キャリア部材は、第２キャリア部材に対して回転するように適合され、システムは、少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される油圧アクチュエータを備え、油圧アクチュエータは、第１キャリア部材に対する第２キャリア部材の相対位置を制御するように構成される電子バルブを有し、コンピュータ実装システムは、実行可能命令を実行するように構成されるオペレーティングシステム、およびメモリデバイスを含むデジタル処理デバイスと、電子バルブを管理するように構成されるソフトウェアモジュールを含むアプリケーションを作成するための、デジタル処理デバイスによって実行可能な命令を含むコンピュータプログラムと、第１キャリア位置センサ、第２キャリア位置センサ、電子バルブと油圧連通する電子圧力センサ、ＣＶＰ入力速度センサ、およびＣＶＰ出力速度センサを含む複数のセンサとを備え、複数のセンサは、第１キャリア位置、第２キャリア位置、電子バルブと油圧連通する圧力、ＣＶＰ入力速度およびＣＶＰ出力速度を含む無段変速機のパラメータをモニタリングするように構成され、ソフトウェアモジュールは、複数のセンサからデータを受信し、電子バルブへの流体供給圧力を制御するための命令を実行し、ソフトウェアモジュールは、当該圧力で動作するように電子バルブをコマンドし、ソフトウェアモジュールは、ＣＶＰ速度比をＣＶＰ入力速度およびＣＶＰ出力速度に基づいてモニタリングするようコマンドし、ソフトウェアモジュールは、ＣＶＰの第２キャリア位置に対する第１キャリア位置の変化をＣＶＰの速度比に少なくとも部分的に基づいてコマンドする。

いくつかの実施形態において、ソフトウェアモジュールは、流体供給圧力をＣＶＰの所望される制動に少なくとも部分的に基づいて制御するように構成される制動制御サブモジュールをさらに含む。いくつかの実施形態において、ＣＶＰの所望される制動は、ＣＶＰへのトルク入力に少なくとも部分的に基づく。いくつかの実施形態において、ソフトウェアモジュールは、トルク入力に少なくとも部分的に基づいてコマンドされた油圧の値を格納する較正表をさらに含む。

ここで図１０に進むと、いくつかの実施形態において、油圧アクチュエータ１３０は、第１チェックバルブ１３１、および、例えば、第１シリンダを第２シリンダに接続する管である第１流体連結部１３２を含む。油圧アクチュエータ１３０は、第２チェックバルブ１３３、および、第１シリンダを第２シリンダに接続する第２流体連結部１３４を含む。第１チェックバルブ１３１および第２チェックバルブ１３３は、第１シリンダと第２シリンダとの間の最大許容圧力差を調節するように構成される。変速機の動作中、第１シリンダと第２シリンダとの間の圧力差が、キャリア１２に対するキャリア１４、またはその逆の回転を容易にし、それにより、変速機の速度比を変化させる。変速機により伝達される動作トルクは、キャリア１２、１４による反作用であり、それによりアクチュエータ１３０に伝達される。トルクは、シリンダによりピストンに及ぼされる流体圧力による反作用である。第１チェックバルブ１３１および第２チェックバルブ１３３は、キャリア上の反作用トルクを調節することによって、変速機により伝達されるトルクを制限するための油圧手段を提供する。反作用トルクが、第１チェックバルブ１３１および第２チェックバルブ１３３によって提供される上方閾値を乗り越えるとき、キャリア１４は、キャリア１２に対して、またはその逆に対して回転し、それにより、反作用トルクを第１チェックバルブ１３１および第２チェックバルブ１３３によって定められる制限未満に低下させる状態が実現するまで、変速機の速度比を変化させる。油圧アクチュエータ１３０には、本明細書で開示される種類のいくつかの油圧制御バルブが設けられてよいことに留意すべきである。説明目的および分かりやすくするために、第１シリンダおよび第２シリンダと油圧連通し得る他の制御バルブは図示されない。

ここで図１１を参照すると、いくつかの実施形態において、油圧アクチュエータ２２は、第１センタリングバネ１４０および第２センタリングバネ１４１を含む。第１センタリングバネ１４０および第２センタリングバネ１４１は、キャリア部材１４および／またはキャリア部材１２に反力を提供するように配置される。第１センタリングバネ１４０および第２センタリングバネ１４１は、流体圧力が失われるとき、キャリア部材１４、１２がニュートラル位置に戻るように力を加える。第１センタリングバネ１４０および第２センタリングバネ１４１は、様々な適用要件に速度比の応答性を合わせるべく、任意で可変レートバネを含む。

ここで図１２を参照すると、いくつかの実施形態において、キャリア１４は、いくつかのバネ１７０を収容し、連結するように構成される。いくつかの実施形態において、バネ１７０は、変速機の非回転構成部品に接地される。いくつかの実施形態において、バネ１７０は、可変レートバネである。他の実施形態において、バネ１７０は、トーションバネ（図示せず）と置き換えられる。

ここで図１３を参照すると、キャリア１４に受動制動手段を提供するために、様々な構成が検討される。システムは、第１バネレートを有する第１バネ１７２を含むように、任意で構成される。第１バネ１７２は、第２バネレートを有する第２バネ１７４に、任意で連結される。他の実施形態において、システムは、キャリア１４に連結されるプレストレスされたバネ１７６を有する。さらに他の実施形態において、システムの予圧を調整できるハサミ型機構１７８が提供される。

図１４を参照すると、チャート（Ａ）から（Ｄ）は、キャリア位置（β）とキャリア反作用トルク（Ｔ_Ｒ）との間の関係性を図示する。チャート（Ａ）は、リジッド変速機制御システムにおける関係性を図示する。チャート（Ｂ）は、プレストレスされたバネとともに受動制動手段を有するシステムの関係性を図示する。チャート（Ｃ）は、デュアルレートまたは可変レートバネとともに受動制動手段を有するシステムの関係性を図示する。チャート（Ｄ）は、能動可変制動手段の組合せ、または可変レートバネ、プレストレスされたバネ、および受動制動の組合せを有するシステムの関係性を図示する。

上記の説明は、特定の構成部品またはサブアセンブリの特質を提供していることに留意すべきである。言及された特質、または特質の範囲は、最良の形態のような、特定の法的要件と可能な限り最も良く準拠するべく提供される。しかしながら、本明細書で説明されている発明の範囲は、請求項の文言のみによって決定され、その結果、請求項の何れか一項が、それらの特定された特質またはそれらの範囲の請求項の特徴をなす場合を除き、言及された特質の何れもが、発明の実施形態を限定していると見なされるべきではない。

本発明の好ましい実施形態が本明細書において示され、説明されてきたが、そのような実施形態は、例としてのみ提供されていることが当業者には明らかであろう。ここで、本発明から逸脱することなく、当業者は、多数の改変形態、変更形態、および、代替形態に想到するであろう。本明細書において説明されている、本発明の実施形態に対する様々な代替例は、本発明を実施する場合に採用され得ることが理解されるべきである。以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲、およびそれらの均等物における方法および構造は、それにより包含されることが意図される。

Claims (29)

1. 第１キャリア部材および第２キャリア部材に連結される複数の傾動可能なボールを有する遊星無段変速機用のシフトアクチュエータアセンブリであって、前記第１キャリア部材は、前記第２キャリア部材に対して回転するように適合され、前記シフトアクチュエータアセンブリは、
   前記第２キャリア部材に動作可能に連結される油圧アクチュエータを備え、前記油圧アクチュエータは、第１電子比例バルブを有し、前記第１電子比例バルブは、前記第１キャリア部材に対する前記第２キャリア部材の相対位置を制御する、シフトアクチュエータアセンブリ。
2. 第２電子比例バルブをさらに備え、前記第１電子比例バルブおよび前記第２電子比例バルブは、前記第１キャリア部材に対する前記第２キャリア部材の前記相対位置を制御する、請求項１に記載のシフトアクチュエータアセンブリ。
3. 前記第２キャリア部材に動作可能に連結される、第１油圧ピストンおよび第１シリンダアセンブリをさらに備える、請求項１または２に記載のシフトアクチュエータアセンブリ。
4. 第２油圧ピストンおよび第２シリンダアセンブリをさらに備え、前記第１油圧ピストンおよび前記第２油圧ピストンおよび前記第１シリンダアセンブリおよび前記第２シリンダアセンブリは、前記第１電子比例バルブおよび第２電子比例バルブと流体連通する、請求項３に記載のシフトアクチュエータアセンブリ。
5. 前記第１油圧ピストンおよび前記第２油圧ピストンおよび前記第１シリンダアセンブリおよび前記第２シリンダアセンブリは、前記第２キャリア部材に反力を提供する、請求項４に記載のシフトアクチュエータアセンブリ。
6. 前記第１キャリア部材に対する前記第２キャリア部材の前記相対位置は、前記遊星無段変速機の速度比の状態に対応する、請求項２に記載のシフトアクチュエータアセンブリ。
7. 前記第１電子比例バルブおよび前記第２電子比例バルブは、第１油圧ピストンおよび第２油圧ピストンおよび第１シリンダアセンブリおよび第２シリンダアセンブリに油圧を提供し、前記油圧は、前記遊星無段変速機の動作状態を示す、請求項６に記載のシフトアクチュエータアセンブリ。
8. 前記遊星無段変速機の動作状態は、前記速度比またはＣＶＰ出力トルクである、請求項７に記載のシフトアクチュエータアセンブリ。
9. 第１キャリア部材および第２キャリア部材に連結される複数の傾動可能なボールを有する遊星無段変速機の速度比を制御する方法であって、前記第１キャリア部材は、前記第２キャリア部材に対して回転するように適合され、前記方法は、
   複数の制御バルブを有する油圧バルブアセンブリを提供する段階と、
   前記油圧バルブアセンブリを前記第２キャリア部材に連結する段階と
   を備え、
   前記油圧バルブアセンブリは、前記第１キャリア部材に対する前記第２キャリア部材の相対的な回転を制御する、方法。
10. 第１キャリア部材および第２キャリア部材に連結される複数の傾動可能なボールを有するボール遊星バリエータを有する無段変速機（ＣＶＰ）のシフトアクチュエータアセンブリ用のコンピュータ実装システムであって、前記第１キャリア部材は、前記第２キャリア部材に対して回転するように適合され、前記コンピュータ実装システムは、
    前記第２キャリア部材に動作可能に連結される油圧アクチュエータであって、前記油圧アクチュエータは、前記第１キャリア部材に対する前記第２キャリア部材の相対位置を制御する、第１電子比例バルブおよび第２電子比例バルブを有する、油圧アクチュエータを備え、前記コンピュータ実装システムは、
    実行可能命令を実行するオペレーティングシステム、およびメモリデバイスを有するデジタル処理デバイスと、
    前記第１電子比例バルブおよび前記第２電子比例バルブを制御するソフトウェアモジュールを含み、前記デジタル処理デバイスによって実行可能な前記実行可能命令を含むコンピュータプログラムと、
    −第１キャリア位置、
    −第２キャリア位置、
    −前記第１電子比例バルブと油圧連通する第１圧力、
    −前記第２電子比例バルブと油圧連通する第２圧力、
    −ＣＶＰ入力速度、および
    −ＣＶＰ出力速度
    を含む、無段変速機のパラメータをモニタリングする、複数のセンサと
    を備え、
    前記ソフトウェアモジュールは、前記複数のセンサからデータを受信し、前記第１電子比例バルブおよび前記第２電子比例バルブの制御された起動を管理するための前記実行可能命令を実行し、
    前記ソフトウェアモジュールは、前記第１圧力を送るように前記第１電子比例バルブをコマンド、および前記第２圧力を送るように前記第２電子比例バルブをコマンドし、
    前記ソフトウェアモジュールは、ＣＶＰ速度比を前記ＣＶＰ入力速度および前記ＣＶＰ出力速度に基づいてモニタリングし、
    前記ソフトウェアモジュールは、前記第２キャリア位置に対する前記第１キャリア位置の変化を前記ＣＶＰの前記速度比に少なくとも部分的に基づいてコマンドする、コンピュータ実装システム。
11. 前記ＣＶＰ速度比は、ＣＶＰ出力速度センサに少なくとも部分的に基づいて決定される、請求項１０に記載のコンピュータ実装システム。
12. 前記第２キャリア位置に対する前記第１キャリア位置は、前記ＣＶＰ速度比を示す、請求項１０または１１に記載のコンピュータ実装システム。
13. キャリアアセンブリに連結される複数の傾動可能なボールを有する遊星無段変速機用の油圧アクチュエータアセンブリであって、前記キャリアアセンブリは、第１キャリア部材および第２キャリア部材を有し、前記第１キャリア部材は、前記第２キャリア部材に対して回転するように適合され、前記油圧アクチュエータアセンブリは、
    −加圧流体を受け取るように適合されるマニホールド本体と、
    −前記マニホールド本体に連結されるソレノイドバルブと、
    −前記マニホールド本体内に収容および支持されるスプールと
    を備え、
    前記マニホールド本体は、前記加圧流体を前記ソレノイドバルブおよび前記スプールへ経路指定し、
    前記マニホールド本体は、少なくとも１つのキャリア部材に油圧的に連結される、油圧アクチュエータアセンブリ。
14. 第１圧力シリンダ、第２圧力シリンダ、および制御ピストンをさらに備え、前記第１圧力シリンダおよび前記第２圧力シリンダは、前記制御ピストンの両側に流体圧力を及ぼすように配置される、請求項１３に記載の油圧アクチュエータアセンブリ。
15. 前記制御ピストンは、少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される、請求項１４に記載の油圧アクチュエータアセンブリ。
16. 前記制御ピストンの動きは、前記キャリア部材の回転に対応する、請求項１４または１５に記載の油圧アクチュエータアセンブリ。
17. 前記スプールおよび前記ソレノイドバルブと流体連通する複数の排水チャネルをさらに備える、請求項１４から１６の何れか一項に記載の油圧アクチュエータアセンブリ。
18. キャリアアセンブリに連結される複数の傾動可能なボールを有する遊星無段変速機用の油圧アクチュエータアセンブリであって、前記キャリアアセンブリは、第１キャリア部材および第２キャリア部材を有し、前記第１キャリア部材は、前記第２キャリア部材に対して回転するように適合され、前記油圧アクチュエータアセンブリは、
    −加圧流体を受け取るように適合されるマニホールド本体と、
    −前記マニホールド本体に連結される第１ソレノイドバルブと、
    前記マニホールド本体と連結される第２ソレノイドバルブと
    を備え、
    前記マニホールド本体は、前記加圧流体を前記第１ソレノイドバルブおよび前記第２ソレノイドバルブへ経路指定するように適合され、
    前記マニホールド本体には、第１排出口および第２排出口が設けられ、前記第１排出口は、前記第１ソレノイドバルブと流体連通し、前記第２排出口は、前記第２ソレノイドバルブと流体連通し、
    前記第１排出口および前記第２排出口は、少なくとも１つのキャリア部材に油圧的に連結される、油圧アクチュエータアセンブリ。
19. 第１圧力シリンダ、第２圧力シリンダ、および制御ピストンをさらに備え、前記第１圧力シリンダおよび前記第２圧力シリンダは、前記制御ピストンの両側に流体圧力を及ぼすように配置される、請求項１８に記載の油圧アクチュエータアセンブリ。
20. 前記制御ピストンは、少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される、請求項１９に記載の油圧アクチュエータアセンブリ。
21. 前記制御ピストンの動きは、前記キャリア部材の回転に対応する、請求項１９または２０に記載の油圧アクチュエータアセンブリ。
22. キャリアアセンブリに連結される複数の傾動可能なボールを有する遊星無段変速機用のシフトアクチュエータアセンブリであって、前記キャリアアセンブリは、第１キャリア部材および第２キャリア部材を有し、前記第１キャリア部材は、前記第２キャリア部材に対して回転するように適合され、前記シフトアクチュエータアセンブリは、
    少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される油圧アクチュエータであって、前記油圧アクチュエータは、第１電子比例バルブを有し、前記第１電子比例バルブは、前記第１キャリア部材に対する前記第２キャリア部材の相対位置を制御する、油圧アクチュエータと、
    少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される制動デバイスであって、前記制動デバイスは、前記遊星無段変速機の動作中、前記少なくとも１つのキャリア部材に反作用トルクを調整する、制動デバイスと
    を備える、シフトアクチュエータアセンブリ。
23. 前記制動デバイスは、第１バネを有し、前記第１バネは、前記キャリア部材および接地部材に連結される、請求項２２に記載のシフトアクチュエータアセンブリ。
24. 前記制動デバイスは、前記キャリア部材に連結される第２バネをさらに有し、前記第２バネは、前記第１バネに連結され、前記第１バネは、第１バネレートを有し、前記第２バネは、第２バネレートを有する、請求項２３に記載のシフトアクチュエータアセンブリ。
25. 前記制動デバイスは、調整可能予圧を持つバネを備える、請求項２２から２４の何れか一項に記載のシフトアクチュエータアセンブリ。
26. キャリアアセンブリに連結される複数の傾動可能なボールを有するボール遊星バリエータを有する無段変速機（ＣＶＰ）のシフトアクチュエータアセンブリ用のコンピュータ実装システムであって、前記キャリアアセンブリは、第１キャリア部材および第２キャリア部材を有し、前記第１キャリア部材は、前記第２キャリア部材に対して回転するように適合され、前記コンピュータ実装システムは、
    少なくとも１つのキャリア部材に動作可能に連結される油圧アクチュエータであって、前記油圧アクチュエータは、前記第１キャリア部材に対する前記第２キャリア部材の相対位置を制御する電子バルブを有する、油圧アクチュエータを備え、前記コンピュータ実装システムは、
    実行可能命令を実行するオペレーティングシステム、およびメモリデバイスを有するデジタル処理デバイスと、
    前記電子バルブを管理するソフトウェアモジュールを含むアプリケーションを作成するための、前記デジタル処理デバイスによって実行可能な前記実行可能命令を有するコンピュータプログラムと、
    −第１キャリア位置、
    −第２キャリア位置、
    −前記電子バルブと油圧連通する圧力、
    −ＣＶＰ入力速度、および
    −ＣＶＰ出力速度
    を含む、無段変速機のパラメータをモニタリングする、複数のセンサと
    を備え、
    前記ソフトウェアモジュールは、前記複数のセンサからデータを受信し、前記電子バルブへの流体供給圧力を制御するための前記実行可能命令を実行し、
    前記ソフトウェアモジュールは、前記圧力で動作するように前記電子バルブをコマンドし、
    前記ソフトウェアモジュールは、ＣＶＰ速度比を前記ＣＶＰ入力速度および前記ＣＶＰ出力速度に基づいてモニタリングし、
    前記ソフトウェアモジュールは、前記ＣＶＰの前記第２キャリア位置に対する前記第１キャリア位置の変化を前記ＣＶＰの前記速度比に少なくとも部分的に基づいてコマンドする、コンピュータ実装システム。
27. 前記ソフトウェアモジュールは、前記流体供給圧力を前記ＣＶＰの所望される制動に少なくとも部分的に基づいて制御する制動制御サブモジュールをさらに含む、請求項２６に記載のコンピュータ実装システム。
28. 前記ＣＶＰの所望される制動は、前記ＣＶＰへのトルク入力に少なくとも部分的に基づく、請求項２６または２７に記載のコンピュータ実装システム。
29. 前記ソフトウェアモジュールは、前記トルク入力に少なくとも部分的に基づいてコマンドされた油圧の値を格納する較正表をさらに含む、請求項２８に記載のコンピュータ実装システム。