JP3588670B2

JP3588670B2 - トロイダル型無段変速機の変速制御装置

Info

Publication number: JP3588670B2
Application number: JP13046698A
Authority: JP
Inventors: 杉原　　淳
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2018-05-13
Also published as: JPH11325210A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等に用いられるトロイダル型無段変速機の変速制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの車両に採用されるトロイダル型無段変速機では、変速制御を油圧によって行っており、実際の変速比をプリセスカム及びリンクを介して変速制御弁にフィードバックするメカニカルフィードバックを備えたものが知られており、例えば、本願出願人が提案した特開平５−２６３１７号等が知られている。
【０００３】
これは、図６に示すように、パワーローラを軸支したトラニオンの軸４Ａの下端には所定の傾斜のカム面を備えたプリセスカム２が固設され、プリセスカム２のカム面には、Ｌ字状のフィードバックリンク５の一端に設けた摺接部材５１が当接する一方、フィードバックリンク５の他端５２は、図示しない変速制御弁に連結される。なお、摺接部材５１は、所定の半径Ｒの円形断面あるいは円弧状の断面を備える。
【０００４】
フィードバックリンク５は、パワーローラの傾転角を変速制御弁へフィードバックして、実変速比を目標変速比に一致させるように、揺動軸５０を軸に揺動しする。
【０００５】
そして、プリセスカム２のカム面の形状は、通常変速領域のフィードバックゲインに応じた通常制御用斜面２０の両側に、傾斜を大きくすることで通常制御時よりも大きなフィードバックゲインに設定された衝突防止用斜面２１、２１を配設して、パワーローラの傾転角が過大になった場合、フィードバックゲインを急増することで、パワーローラを支持するトラニオンがストッパに衝突するのを防止するものである。
【０００６】
ここで、プリセスカム２のフィードバックゲインは、プリセスカム２の斜面の傾斜角度で表されるため、衝突防止用斜面２１は通常制御用斜面２０よりも角度の大きい斜面で形成されており、通常制御用斜面２０と衝突防止用斜面２１、２１との境界は、変速比が大となるＬｏ側には凸状の屈曲部２２が形成され、また、変速比が小となるＨｉ側には凹状の屈曲部２３が形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、緩やかな傾斜角度で形成される通常制御用斜面２０のＬｏ側に、凸状の屈曲部２２を介して、傾斜角度の大きな衝突防止用斜面２１を設ける場合では、図７に示すように、パワーローラのＬｏ側への傾転に伴ってプリセスカム２も回転し、フィードバックリンク５の摺接部材５１とプリセスカム２の摺接位置は、通常制御用斜面２０から凸状の屈曲部２２を超えて衝突防止用斜面２１に入る。
【０００８】
摺接部材５１の当接位置が、凸状の屈曲部２２から傾斜角度の大きな衝突防止用斜面２１へ変位する際には、摺接部材５１が半径Ｒの所定の円弧で形成されるため、摺接部材５１の中心の軌跡は、図中一点鎖線のように、屈曲部２２を超えた直後には摺接部材５１の半径Ｒに応じて円弧となってから、衝突防止用斜面２１に沿って直線的に変化する。
【０００９】
トロイダル型無段変速機では、部品の変形量や同一トルク入力に対する必要油圧の違い等から、同一カムリードで比較しても、変速比のＬｏ側の方がＨｉ側より入力トルクに対するトルクシフト量が大きい。
【００１０】
一方、走行中の傾転角ストッパへの衝突を防止するためには、通常使用傾転角の最大値、最小値をＬｏ側、Ｈｉ側のストッパから、トルクシフト分だけ傾転角に余裕代を設ける必要があり、その余裕代は、もしカムリードが同一であれば、Ｌｏ側の方が大きくなる（同一カムリードでも、Ｌｏ側のトルクシフト量が大きいため）。
【００１１】
このような条件下においては、前記従来例では、通常制御用斜面２０から衝突防止用斜面２１へ切り替わる凸状の屈曲部２２がＬｏ側となるように構成しているが、このときカムリードは図７に示すように、摺接部材５１の半径Ｒに応じて徐々に増大するため、必要な傾転角の余裕代は凹状の屈曲部をＬｏ側に設けた場合よりも大きくなる。
【００１２】
逆に、Ｈｉ側では、凹状の屈曲部２３が設けられているため、凸状の屈曲部を設けた場合より、必要余裕代は小さくて済むが、Ｈｉ側はＬｏ側に比べて、同一のカムリードでのトルクシフト量が小さいことから、屈曲部形状による必要余裕代の差は、Ｌｏ側での差に比べて小さい。
【００１３】
よって、トルクシフト量の大きなＬｏ側に凸状の屈曲部２２を設定していることで、Ｌｏ側＋Ｈｉ側の必要余裕代（余裕傾転角）の合計が大きくなって、その結果、通常の変速制御で使用できる傾転角範囲が狭まり、変速比幅が大きく設定できないという問題があった。
【００１４】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、トルクシフトに応じた必要余裕傾転角の合計を減少させて、変速比幅を拡大することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、入出力ディスクに挟持されて傾転自在なパワーローラを回転自在に支持するとともに、所定の軸まわりに回動可能かつ軸方向へ変位可能なローラ支持部材と、前記ローラ支持部材を軸方向へ駆動する油圧シリンダへの油圧を制御する変速制御弁と、前記ローラ支持部材の軸まわりの回動を軸部に設けたカムと、該カムの傾斜面に当接して応動するフィードバックリンクを介して前記変速制御弁へ伝達するフィードバック手段と、前記カムの傾斜面は、通常の変速制御で当接する所定の緩傾斜領域を形成する第１のカム面と、この第１カム面の両側にローラ支持部材の回転角が所定値または所定値近傍の値を超えた領域で、前記第１カム面に比して急傾斜の急傾斜領域を形成する第２のカム面とを有するトロイダル型無段変速機の変速制御装置において、
前記第１カム面と第２カム面とは、それぞれ屈曲部を介して接続されるとともに、変速比が大側の屈曲部を凹状に形成する一方、変速比が小側の屈曲部を凸状に形成する。
【００１６】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記フィードバックリンクは、所定の半径の円弧を備えてカムに摺接する摺接部材を備え、前記屈曲部のうち変速比が大側の屈曲部は、摺接部材の円弧よりも小さい半径の円弧を備える。
【００１７】
また、第３の発明は、前記第１の発明において、前記カムは、溝状に形成される。
【００１８】
【発明の効果】
したがって、第１カム面の両側には屈曲部を介して第２カム面が形成され、ローラ支持部材が第１カム面による通常の変速制御域を超えて回転しようとすると、傾斜の増大した第２カム面へ入るため、カム面の傾斜の増大に応動するフィードバックリンクが、変速制御弁から油圧シリンダへの油圧の変化速度を大きくして、トラニオンがストッパ等に衝突するのを防止し、迅速に第１カム面の通常変速制御域へ復帰させる。
【００１９】
通常制御用の第１カム面から変速比がＬｏ側（大側）の第２カム面へ入る場合は、第１カム面から凹状の屈曲部を超えて急傾斜の第２カム面に入る一方、第１カム面から変速比がＨｉ側（小側）の第２カム面へ入る場合は、第１カム面から凸状の屈曲部を超えて急傾斜の第２カム面に入るため、凹状の屈曲部をＬｏ側に配設することで、トルクシフト量の大きいＬｏ側の必要余裕傾転角を前記従来例に比して減少しながらも、Ｌｏ側でトラニオンがストッパなどに衝突することを防止でき、凸状の屈曲部をトルクシフト量の小さいＨｉ側に設けることで、トルクシフトに対応するＨｉ側＋Ｌｏ側の必要余裕傾転角を前記従来例に比して減少させて、通常の変速制御で使用可能な第１カム面の傾転角範囲を拡大することが可能となって、前記従来例に比して、変速比幅を拡大することが可能となる。
【００２０】
また、第２の発明は、変速比が大側の屈曲部の円弧を、フィードバックリンクに設けた摺接部材の円弧の半径よりも小さく設定したため、摺接部材はカム面の形状の変化に正確に追従することができる。
【００２１】
また、第３の発明は、カムを溝状に形成したため、フィードバックリンクや変速制御弁のフリクションが増大しても、摺接部材がカム面から離れてメカニカルフィードバックが不能となるのを防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、トロイダル型無段変速機の変速制御装置の概略を示し、パワーローラ３をそれぞれ軸支した複数のトラニオン４（ローラ支持部材）のうちの一つの軸部４Ａの下端には、軸方向変位及び軸まわり変位をフィードバックリンク５によって変速制御弁７へ伝達するためのプリセスカム２が配設される。
【００２４】
このプリセスカム２の端面に設けた斜面（カム面）には、Ｌ字状のフィードバックリンク５の一端に設けた摺接部材５１が摺接するとともに、フィードバックリンク５は揺動軸５０を中心に揺動し、図示しない付勢手段によって摺接部材５１がカム面に当接するようフィードバックリンク５は付勢される。なお、摺接部材５１は、所定の半径Ｒの円形断面あるいは円弧状の断面を備え、また、付勢手段は、揺動軸５０回りにフィードバックリンク５を付勢するねじりコイルバネやフィードバックリンク５のアーム部を付勢するスプリングなどで構成される。
【００２５】
そして、フィードバックリンク５は、図中下端５２で変速制御弁７と連結して、プリセスカム２の軸回り変位、すなわち、実変速比を変速制御弁７にフィードバックし、トラニオン４の軸部４Ａに設けた油圧サーボシリンダ１が変速制御弁７からの油圧に応じて駆動され、図示しないアクチュエータで設定した目標変速比と実際の変速比を一致させる。
【００２６】
なお、トラニオン４の上部には、ストッパ８が配設されて、トラニオン４が所定の傾転角範囲を超えないように軸回りの回動を規制する。
【００２７】
ここで、プリセスカム２は、図２、図３に示すように、通常変速制御域のフィードバックゲインに応じた緩やかな傾斜角度の通常制御用斜面２０（第１カム面）の両側に、通常制御域よりも大きなフィードバックゲインとして、急な傾斜角度に設定された衝突防止用斜面２１、２１（第２カム面）が形成される。
【００２８】
そして、通常制御用斜面２０と衝突防止用斜面２１、２１との境界は、変速比が大となるＬｏ側には凹状の屈曲部２２が形成され、また、変速比が小となるＨｉ側には凸状の屈曲部２２が形成される。
【００２９】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００３０】
通常制御用斜面２０を超えてトラニオン４が回転しようとすると、フィードバックゲインが大きく設定された衝突防止用斜面２１へ入るため、変速制御弁７の変位量は、通常制御用斜面２０に比して増大する。
【００３１】
したがって、油圧サーボシリンダ１への油圧の変化速度を大きくして、トラニオン４がストッパ８に衝突するのを防止して、迅速に通常制御用斜面２０へ復帰させることができる。
【００３２】
ここで、通常制御用斜面２０から変速比がＬｏ側（大側）の衝突防止用斜面２１へ入る場合は、図３に示すように、パワーローラのＬｏ側への傾転に伴ってプリセスカム２もＬｏ側へ回転し、フィードバックリンク５の摺接部材５１とプリセスカム２の摺接位置は、通常制御用斜面２０から凹状の屈曲部２３を超えて衝突防止用斜面２１に入る。
【００３３】
このとき、摺接部材５１の当接位置が、凹状の屈曲部２３から傾斜角度の大きな衝突防止用斜面２１へ変位する際には、半径Ｒの所定の円弧で形成された摺接部材５１の中心の軌跡は、図中一点鎖線のように、屈曲部２３を超えると同時に、衝突防止用斜面２１に沿って直線的に変化する。
【００３４】
したがって、凹状の屈曲部２３の近傍ではフィードバックリンク５が、プリセスカム２の形状を正確に追従するため、凹状の屈曲部２３を境にフィードバックゲインを急増することが可能となる。
【００３５】
そして、変速比のＬｏ側でパワーローラ３の傾転角が過大になって、トラニオン４が図示しないストッパなどに衝突するのを回避するために必要な摺接部材５１の軸方向変位量（図中上下方向）をＡとすると、軸方向変位量Ａを得るために必要なプリセスカム２の回転量は図３のＢとなり、この回転量Ｂは、図７に示した凸状の屈曲部２２側で軸方向変位量（図中上下方向）Ａ（変速制御弁７のストローク）を得るための回転量Ｂ’に比して小さいため、トルクシフトを抑制するために必要な傾転角の余裕代は、前記従来例に比してＢ−Ｂ’の分だけ小さくすることができる。
【００３６】
一方、変速比のＨｉ側では、発生するトルクシフト量がＬｏ側に比して小さいため、パワーローラ３の傾転角が過大になるのを防止するために必要な摺接部材５１の軸方向変位量は、Ｌｏ側の軸方向変位量Ａに比して小さな値で済み、したがって、凸状の屈曲部２２を超えてから衝突防止用斜面２１に入っても、小さなカムリードでトラニオン４が図示しないストッパなどに衝突するのを回避でき、このときのプリセスカム２の回転量は、前記従来例に示した、図７の回転量Ｂ’よりも小さくすることができる。
【００３７】
したがって、摺接部材５１が当接するプリセスカム２のカム面の回転範囲を前記従来例と同一とした場合、本発明によれば、上記Ｂ−Ｂ’の分だけ通常制御用斜面２０の回転範囲を拡大することが可能となって、前記従来例に比して変速比幅を拡大することが可能となって、トロイダル型無段変速機の性能を向上させることができるのである。
【００３８】
図４は第２の実施形態を示し、前記第１実施形態の凹状の屈曲部２３を所定の半径ｒで形成したもので、その他の構成は前記第１実施形態と同様である。
【００３９】
屈曲部２３’は所定の半径ｒの凹部としたもので、プリセスカム２の加工を容易にするものである。
【００４０】
この場合、屈曲部２３’の半径ｒを、摺接部材５１の半径Ｒよりも小さく設定しておけば、摺接部材５１の軌跡は、前記第１実施形態と同じく、凹状の屈曲部２３’の近傍で、プリセスカム２の傾斜の変化に追従することができるのである。
【００４１】
図５は第３の実施形態を示し、前記第１実施形態に示したプリセスカム２のカム面を、溝状に形成したもので、その他の構成は前記第１実施形態と同様である。
【００４２】
プリセスカム２’は、摺動部材５１を挿通可能な溝状に形成されて、図中上方の内壁には、前記第１実施形態と同様に、フィードバックリンク５の摺動部材５１と摺接する通常制御用斜面２０及び衝突防止用斜面２１、２１が形成され、Ｌｏ側に凹状の屈曲部２３、Ｈｉ側に凸状の屈曲部２２が形成される。
【００４３】
一方、プリセスカム２’の図中下方の内壁には、通常制御用斜面２０及び衝突防止用斜面２１、２１と対向する位置に、それぞれ同一の傾斜で構成された通常制御用斜面２０’及び衝突防止用斜面２１’、２１’が所定の間隙をおいて形成される。
【００４４】
摺接部材５１は図示しない付勢手段によって、通常、図中上方の通常制御用斜面２０及び衝突防止用斜面２１に当接しているが、フィードバックリンク５や変速制御弁７のフリクションが増大した場合には、図中下方の壁面に形成された通常制御用斜面２０’及び衝突防止用斜面２１’と摺接することで、摺接部材５１がプリセスカムのカム面から離れてメカニカルフィードバックが不能となるのを防止することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示し、変速制御装置の概念図。
【図２】同じく、プリセスカムの側面展開図。
【図３】同じく、Ｌｏ側の屈曲部を示す側面展開図。
【図４】第２の実施形態を示し、プリセスカムのＬｏ側の屈曲部を示す側面展開図。
【図５】第３の実施形態を示し、プリセスカムとフィードバックリンクの概念図。
【図６】従来のプリセスカムの斜面を示す側面展開図。
【図７】同じく、Ｌｏ側の屈曲部を示す側面展開図。
【符号の説明】
１油圧サーボシリンダ
２プリセスカム
３パワーローラ
４トラニオン
４Ａ軸部
５フィードバックリンク
７変速制御弁
８ストッパ
２０通常制御用斜面
２１衝突防止用斜面
２２、２３屈曲部
５１摺接部材
５０揺動軸

Claims

入出力ディスクに挟持されて傾転自在なパワーローラを回転自在に支持するとともに、所定の軸まわりに回動可能かつ軸方向へ変位可能なローラ支持部材と、
前記ローラ支持部材を軸方向へ駆動する油圧シリンダへの油圧を制御する変速制御弁と、
前記ローラ支持部材の軸まわりの回動を軸部に設けたカムと、
該カムの傾斜面に当接して応動するフィードバックリンクを介して前記変速制御弁へ伝達するフィードバック手段と、
前記カムの傾斜面は、通常の変速制御で当接する所定の緩傾斜領域を形成する第１のカム面と、この第１カム面の両側にローラ支持部材の回転角が所定値または所定値近傍の値を超えた領域で、前記第１カム面に比して急傾斜の急傾斜領域を形成する第２のカム面とを有するトロイダル型無段変速機の変速制御装置において、
前記第１カム面と第２カム面とは、それぞれ屈曲部を介して接続されるとともに、変速比が大側の屈曲部を凹状に形成する一方、変速比が小側の屈曲部を凸状に形成したことを特徴とするトロイダル型無段変速機の変速制御装置。
前記フィードバックリンクは、所定の半径の円弧を備えてカムに摺接する摺接部材を備え、前記屈曲部のうち変速比が大側の屈曲部は、摺接部材の円弧よりも小さい半径の円弧を備えたことを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機の変速制御装置。
前記カムは、溝状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機の変速制御装置。