JP3307659B2 - 調節できるポンプを有する連続可変トランスミッション - Google Patents

調節できるポンプを有する連続可変トランスミッション

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H2061/66286—Control for optimising pump efficiency

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一次シャフトに取りつ
けられた一次プーリと、二次シャフトに取りつけられた
二次プーリと、これらのプーリにかけるトランスミッシ
ョン手段と、油圧シリンダに流体を加えるポンプとを備
え、前記のプーリはいずれも一対のディスクを備え、少
なくとも一方のディスクは前記の油圧シリンダによって
軸方向に動いて変速比を調整するようになっている連続
可変トランスミッションに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】このような連続可変トランスミッション
はヨーロッパ特許明細書０，０１１，３４２に開示され
ており、そして特に車に使用されているが、他の用途に
も使用できる。トランスミッションの変速比はプーリの
少なくとも一方のディスクの軸方向の運動によって調整
できる。この運動の結果としてプーリ間のトランスミッ
ション手段の実効半径が変化するからであり、従ってト
ランスミッション比が変化するからである。ディスクの
軸方向の運動をつくる油圧シリンダにはポンプで流体を
圧送する。流体の圧力及び／又は給送量は常に、ディス
クの所要の軸方向の運動が達成されるようなものであ
り、そしてその上、トランスミッション手段とプーリと
の間にスリップが生じないようにトランスミッション手
段がプーリ間でクランプされるようなものである。これ
を基礎として、ポンプが圧送する流体の所要圧力及び／
又は給送量は、トランスミッションの動作状態に応じて
その動作中大きく変わる。常にポンプが十分な圧力及び
／又は給送量をつくるようにトランスミッションのポン
プを選択する。既知のトランスミッションの欠点は、多
くの動作状態に対してポンプが大きすぎ、そのためトラ
ンスミッションの効率のかなりの損失を招くということ
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、既知
の連続可変トランスミッションの欠点を解消し、そして
効率が改善されている連続可変トランスミッションを提
供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
本発明の連続可変トランスミッションは、ポンプが流体
を調整給送できることを特徴としている。
【０００５】給送量を調整できるポンプの使用により連
続可変トランスミッションの瞬時動作状態に常にポンプ
の給送量を適応させることができ、その結果としてポン
プは過大なものとはならず、トランスミッションの効率
は高められる。調整されたポンプの給送量は常にきっち
り所要の給送量であり、その結果としてポンプの動力に
起因するトランスミッション損失は大きく軽減されるか
らである。
【０００６】本発明で使用されるポンプは好ましくは連
続可変ポンプ（例えば、ベーンポンプ、アクシアルラジ
アルプランジャーポンプ、内部もしくは外部歯を有する
ポンプ）であるが、段階的に調整できるものでもよい。
段階的に調整できるポンプは並列ポンプ部分と組み合わ
せてもよいし、又はマルチポーラでもよい。それによっ
てポンプ部分／ポールはそれぞれ異なる給送量を有する
ように配置できる。
【０００７】本発明の更に洗練した実施例では連続可変
トランスミッションにコントロール手段を設けてトラン
スミッションの動作状態に応じてポンプの給送量を調整
している。この場合重要な動作状態は、相対比であって
もそうでなくても、一次シャフトの速度及び又は二次シ
ャフトの速度、それらの減速及び又は加速である。トラ
ンスミッションを車に使用するとき、車の速度、車の加
速と減速、加速ペダルとブレーキペダルの位置とそれら
の時間微分というようなデータを使用すると好都合であ
る。
【０００８】コントロール手段は機械的な、油圧又は電
子的な手段もしくはこれらの組み合わせでよい。電子コ
ントロール手段は選択手段を備えそれのメモリに相互に
異なるデータを記憶させておいてもよい。これらのデー
タはトランスミッションの動作状態に対してポンプの給
送量を調整する仕方についてある最適選択に係るデータ
である。
【０００９】ポンプが並列ポンプ部分から組み立てられ
ている場合、そしてマルチポーラポンプの場合、コント
ロールの制御弁をポンプ部分／ポールの出口と入口との
間の接続ラインに配置するのがよい。制御弁を開閉する
ことによりポンプ部分／ポールの出口と入口との間のパ
イプを開閉し、その結果として、制御弁の開いたとき出
入り口間には圧力差がなく、そしてポンプ部分／ポール
は切り離され、そして制御弁の閉じたときポンプ部分／
ポールは完全に作動してポンプ供給に寄与する。これを
ポンプ部分またはポンプポールに選択的に連続して用い
てもよい。本発明に従って制御弁をオン／オフソレノイ
ドによって直接もしくは間接に調整するようにしてもよ
い。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を以下に添付図を参照して詳
述する。
【００１１】図１はヨーロッパ特許０，０１１，３４２
に示すような油圧／機械式の連続可変トランスミッショ
ンを示す。電子、油圧もしくは他の手段によって制御さ
れる他の形式の連続可変トランスミッションに本発明を
利用できることは明らかである。この意味で図１の連続
可変トランスミッションは連続可変トランスミッション
それ自体を説明しているものに過ぎない。
【００１２】連続可変トランスミッションは、例えば車
のモータで駆動される一次シャフト１を備え、そして固
定されたコニカルディスク２と軸方向に動くコニカルデ
ィスク３とを有し、これらが一緒になって一次プーリを
形成している。ディスク３はシリンダスペース４を備え
るシリンダのピストン５を構成し、そしてディスク３は
ライン６を介して流体を出し入れすることによって軸方
向に動かせる。更に、二次シャフト７は例えば車の車輪
へ接続されて車を駆動し、二次シャフト７にも固定され
たコニカルディスク８と軸方向に動けるコニカルディス
ク９を設けており、これらは一緒になって二次プーリを
形成している。ディスク９はシリンダ１０に一体に接続
され、そのシリンダ内に二次シャフト７へ固定したピス
トン１１があって、シリンダスペース１２を包囲してい
る。ライン１３を介してシリンダスペース１２へ流体を
送り、そしてそれから流体を排出する。スラストベル
ト、チエーンもしくは駆動ベルトのような無端トランス
ミッション手段１４が一次プーリと二次プーリとにかか
っている。コニカルディスク３、９を軸方向に動かすこ
とによってトランスミッション手段１４の半径、従って
変速比が変えられる。シリンダスペース４、１２に流体
を出し入れすることによってコニカルディスクを軸方向
に動かせる。シリンダスペース１２内の流体の圧力を使
用して無端トランスミッション手段１４に十分な圧力を
かけ一次プーリと二次プーリとの間でトランスミッショ
ン手段がスリップするのを防止する。ライン６と１３内
の圧力とシリンダスペース４、１２への流体給送はコン
トロールユニット２０によって調整される。このコント
ロールユニットは油圧ユニット、電子ユニットもしくは
機械ユニット又はそれらの組み合わせでよい。変速比、
一次／二次シャフトの速度、車の速度、車の加速と減
速、アクセラレータペダルの位置等のような変数（Ｖ１
−Ｖｎ）の大きさに基づいて所要の圧力と流体給送とを
調整できる。貯蔵部１６からフイルタ１９を介して流体
を吸い込むポンプ１５によりライン１３へ結合されたラ
イン２１を介してコントロールユニット２０に流体を給
送する。それによりポンプは流体をある圧力に加圧す
る。過剰な流体があれば、それはライン２２を介してコ
ントロールユニット２０が放出する。
【００１３】トランスミッション手段１４にかかる圧力
に要するポンプの給送量と連続可変トランスミッション
の変速比に要するポンプの給送量とはトランスミッショ
ンの作動状態に応じて大きく変動する。一次シャフトの
回転数に応じるポンプの給送量と組み合わせる二三の作
動状態の例を図２に示す。線２３は正常な駆動状態を示
す。そのとき必要とするポンプの給送量は全回転数にわ
たって比較的低い。線２４は緊急停止の場合の所要のポ
ンプ給送量の経過を示している。その場合所要のポンプ
の給送量は急増する。伝達は非常に迅速に下降し、再び
迅速に発進できなければならない。これは安全のために
必要である。例えば車を追い越そうとするときの、いわ
ゆるキック・ダウン作動をする場合、アクセラレータペ
ダルは完全に踏み込まれ、低速度範囲（線２５）と高速
度範囲（線２６）との両方で相当の給送量を必要とす
る。
【００１４】すべての作動状態で常に十分な給送を実現
するため先行技術のポンプ、例えばヨーロッパ特許０，
００１，３４２に記載されているような先行技術のポン
プは、ポンプ給送が所要の最大給送以上となるようなも
のが選択されている。このことは既知のポンプが非常に
大きくなってしまうことを意味し、そして実際に総ての
作動状態でポンプは必要以上の流体を循環させているの
で、トランスミッションの効率はかなり低下することを
意味している。
【００１５】このことは本発明に従って、連続可変ポン
プもしくは段階的に変化するポンプ例えば複合ポンプも
しくはマルチ・ポーラポンプのような給送量を調整でき
るポンプを使用することにより解消できる。
【００１６】図３はバイポーラローラベーンポンプ３１
を有する本発明の実施例を示す。ポンプ３１は２つの入
口３４，３５によりライン３２を介して貯蔵部３３から
流体を吸い上げ、そして出口３６，３７を介して流体を
放出する。その作動を知られているローラベーンポンプ
では入口３４と出口３６との間の流体と入口３５と出口
３７との間の流体とは加圧される。入口３４と出口３６
との間と、入口３５と出口３７との間の給送量が異なる
ように、そして全ポンプ給送量が例えば６０％対４０％
の比になるように給送量を決定するようポンプ３１を設
計する。ポンプにより加圧された媒体はライン３８を介
してトランスミッションへ放出される。本発明に従って
ポンプ給送は一つもしくはそれ以上のポンプポールの圧
力をなくすことによって調整される。この実施例では入
口３５と出口３７とを有するポンプポールは、出口３７
を入口３５に連絡することによって圧力をなくすように
できる。この目的のため制御弁３９をライン４０に設け
る。このライン４０は出口３７へ接続されている。図３
ａにおいて制御弁３９は閉じた状態で示されており、ラ
イン４０を介してライン３２へ流体は流れることはでき
ない。結果として、入口３５と出口３７とを有するポン
プポールは加圧され、そして流体はライン３８を介して
トランスミッションへ放出される。図３ｂでは制御弁３
９は開いた状態で示されており、ライン４０と制御弁３
９とを介してライン３２へ流体は流れることができる。
こうして、入口３５と出口３７とを有するポンプポール
は圧力がなくなり、ポンプ給送には参加しなくなる。入
口３４と出口３６とを有するポンプポールの流体が流れ
ないようにするため逆止弁４１を出口３６と出口３７と
の間に設ける。
【００１７】このようにした結果としてポンプ供給量は
調整できる。これをもう一度図３ｃに示す。ただ一個の
ポンプポール（この場合は入口３４と出口３６とを有す
るポール）を使用したときの回転数に応じてポンプが生
じる給送量を線４２は示す。両方のポンプポール（入口
３４、出口３６と入口３５、出口３７）が作動するとき
のポンプの給送量を線４３が示す。既に述べたように、
ポンプ設計により２つのポールの給送量を異なるように
（例えば、６０／４０％）選定でき、線４２、４３の傾
斜角を変えることができる。図１の例ではある毎分当た
りの回転数Ｎ１まで両方のポンプが接続されており、そ
の回転数以上ではただ一つのポンプポールが給送し、そ
の結果としてポンプ全体の給送がＤ１からＤ２へ減り，
そしてそこから再び回転数につれて増大する。この結果
として、両方のポンプポールが動作しているときよりも
ポンプの給送量はある回転数範囲にわたってかなり小さ
くなる。この結果として、ポンプパワーの損失としての
トランスミッションの効率損はかなり減少する。
【００１８】回転数の代わりにポンプを制御する変数と
してはトランスミッションの一次シャフトの速度Ｎｐ、
二次シャフトの速度Ｎｓ、それの加速と減速α１など多
数の変数がある。ポンプを車に使用したときはそのよう
な変数としては、車の速度Ｖ１、エンジンの回転数Ｎ
ｍ、それの加速もしくは減速α２、アクセラレータペダ
ル位置βとブレーキペダル位置、もしくはそれらの時間
微分がある。この目的のため電子、機械もしくは油圧制
御手段を用いる。図３は、上述の変数の中の一つもしく
はそれ以上の変数を加えられる選択手段４４を持つ電子
コントロールユニット４４を示す。更に、コントロール
ユニット２０が制御するライン１３内のライン圧力ｐが
変数として加えられる。コントロールユニット４４は選
択手段を備え、それのメモリに記憶されるデータは、ト
ランスミッションの特定の瞬時作動状態を表している変
数として入力される上述の変数に関連してポンプ給送を
調整する仕方のある最適選定に係るデータである。
【００１９】一例としての図４のポンプ特性が、ライン
圧力ｐと一次シャフトの毎分当たりの回転数Ｎｐとの間
の関係として選択手段のメモリに蓄えられる。こうして
選択手段は、レンジ４５’ではポンプ３１の両ポールを
常に使用し、レンジ４６’ではポンプ３１の一つのポー
ルを常に使用するように設定される。中間のレンジ４
７’では選択手段は、トランスミッションの瞬時作動状
態を表す速度として入力される他の変数に基づいて、ポ
ンプ３１の一方のポールを使用するか、両方のポールを
使用するかを決定する。選択手段は入力値をメモリに記
憶された限界値もしくは微分値と比較し、これらの値を
越えるときコントロール手段を作動させ、そしてポンプ
給送を適当なものとするようにするのが好ましい。こう
して、例えばアクセラレータペダル位置もしくはそれの
時間微分をそれの記憶した限界値と比較できる。又は、
一次シャフトの所要速度を一次シャフトの実際の速度と
比較できる。メモリに記憶された微分値を越えると、コ
ントロール手段が作動される。例えば対応する車の変数
を持つトランスミッションの変数により変数を標準化す
る。
【００２０】図３の実施例ではコントロールユニット４
４はライン４６に配置されたオン／オフソレノイド４５
へ信号を送る。オン／オフソレノイド４５は、弁３９へ
のライン４７とライン４６との間の接続を開閉する。結
果として、制御弁３９は開かれ（図３ｂ）、一つのポン
プポールを使用することになるか、又は制御弁３９は閉
じられ（図３ａ）、両方のポンプポールを使用すること
になる。
【００２１】ポンプによる供給を調整することによる結
果としてトランスミッションの効率は高められる。トラ
ンスミッションの制御に使用されない、実質的に少ない
流体をポンプが循環させているからである。実施例は２
つのポンプポールを有するポンプを示している。それ以
外ではこれは全部、一つもしくはそれ以上のポンプを選
択的に接続したり、切り離して無圧とされる組み合わせ
ポンプに適応する。連続可変ポンプを使用するとき最善
の調整が得られる。本発明は図示の実施例に限定される
ものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は先行技術によるポンプを有する連続可変
トランスミッションを示す。
【図２】図２はトランスミッションの給送要求が毎分当
たりの回転数と特定の作動状態に依存しているグラフを
示す。
【図３ａ】図３ａは２つのポールを有し、両方とも接続
されている本発明の実施例を示している。
【図３ｂ】図３ｂは一方のポンプポールは接続され、そ
して他方のポンプポールは切り離されている、図３ａの
実施例を示している。
【図３ｃ】図３ｃは図３ａと図３ｂのポンプにあり得る
（ポンプ給送が毎分当たりの回転数により変わる）ポン
プ特性を示している。
【図４】図４は図３のトランスミッションの選択手段の
メモリに記憶させることのあり得るポンプ特性を示す。
【符号の説明】
１ 一次シャフト ２ コニカルディスク ３ コニカルディスク ４ シリンダスペース ５ ピストン ６ ライン ７ 二次シャフト ８ コニカルディスク ９ コニカルディスク １０ シリンダ １１ ピストン １２ シリンダスペース １３ ライン １４ トランスミッション手段 １５ ポンプ １６ 貯蔵部 １９ フイルタ ２０ コントロールユニット ２１ ライン ２２ ライン ３１ バイポーラポンプ ３２ ライン ３４ 入口 ３５ 入口 ３６ 出口 ３７ 出口 ３８ ライン ３９ 制御弁 ４０ ライン ４１ 逆止弁 ４４ コントロールユニット ４５ オン／オフソレノイド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−215853（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 61/00 - 61/24

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一次シャフト（１）に取り付けられた一
    次プーリと、二次シャフト（７）に取り付けられた二次
    プーリとこれらのプーリにかかるトランスミッション手
    段（１４）と、油圧シリンダに流体を加えるポンプ手段
    （１５；３１）を備え、前記プーリはいずれも一対のデ
    ィスク（２，３，８，９）を備え、少なくとも一方のデ
    ィスク（３，９）は前記の油圧シリンダ（５，１０）に
    よって軸方向に動いて変速比を調整するようになってお
    り、前記ポンプ手段は調節のできる給送量を有し、少な
    くとも２つのポンプ部分／ポールからなり、並びにコン
    トロールユニット（２０；４４）を有し、トランスミッ
    ションの運転条件に依存する必要なポンプ給送を調整
    し、前記コントロールユニット（４４）が少なくとも１
    つのポンプ部分／ポールの入口（３５）と出口（３７）
    の間の接続ライン（４０）中へ配置されそしてオン／オ
    フソレノイド（４５）へ結合され、その結果、制御弁
    （３９）を閉じて出口（３６；３７）に圧力をかけるか
    または開いて出口（３６；３７）の圧力をなくす前記制
    御弁（３９）を含む連続可変トランスミッションにおい
    て、前記ポンプ手段（１５；３１）が２つの平行のポン
    プポールを備えたローラベーンポンプ（３１）であり、
    これにより該ポンプは前記２つのポンプポールの給送量
    が異なるように設計されていることを特徴とする連続可
    変トランスミッション。
  2. 【請求項２】 前記制御手段が選択手段を含み、これに
    より前記オン／オフソレノイド（４５）が前記選択手段
    の出力へ結合されている請求項１に記載の連続可変トラ
    ンスミッション。
  3. 【請求項３】 相互に異なるデータが前記選択手段のメ
    モリに記憶させており、これらのデータはトランスミッ
    ションの動作状態に対してポンプの給送量を調整する仕
    方についてある最適選択に係るデータである請求項２に
    記載の連続可変トランスミッション。
JP14261891A 1991-03-05 1991-05-20 調節できるポンプを有する連続可変トランスミッション Expired - Lifetime JP3307659B2 (ja)

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NL9100391 1991-03-05

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NL (1) NL9100391A (ja)

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