JP4253891B2 - Powertrain control device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用パワートレイン、特に無段変速機構を用いたパワートレインの制御装置に関し、車両用駆動装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
近年、車両に搭載されるパワートレインとして無段変速機構を用いたものが実用化されつつある。特開平9−210191号公報にはその代表的一例が開示されている。パワートレインはトロイダル式無段変速機構と遊星歯車機構とを備え、エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路として、これらの両機構を経由する第1の経路と、無段変速機構のみを経由する第2の経路とを有する。各経路達成用の摩擦要素の選択的締結により、第1、第2の経路のいずれか一方を用いてエンジンと駆動輪との間で動力が伝達される。
【0003】
この場合、第1の経路が選択された状態で無段変速機構を所定の変速比に制御することにより駆動輪側への出力回転がゼロとなるギヤードニュートラルの状態が得られ、このギヤードニュートラルの状態から無段変速機構の変速比を大きくするか又は小さくすることによってパワートレインとしての最終変速比が比較的低い前進状態又は後退状態が実現する(ローモード)。一方、第2の経路が選択された状態ではパワートレインとしての最終変速比が無段変速機構の変速比のみに応じて変化する比較的変速比の高い前進状態が実現する(ハイモード)。
【0004】
一般に、トロイダル式無段変速機構では、入、出力ディスク間に介設したパワーローラの傾転の振り幅をできるだけ小さな範囲内に抑えるために、無段変速機構の変速比を減速方向に大きくしたとき、ローモードではパワートレインの最終変速比が増速方向に小さくなり、ハイモードでは逆に減速方向に大きくなるように構成される。それゆえ、無段変速機構の減速側の変速比のなかに、ローモードでもハイモードでも同一の最終変速比を実現させるものが存在し、変速比がこのポイントにあるときにローモードとハイモードとの切換えを行なうと、モード切換えの前後で最終変速比が著しく変動せず、切換ショックが抑制されることになる。
【0005】
上記公報には、このモードの切換動作中、ローモード達成用の摩擦要素とハイモード達成用の摩擦要素との両方を共に締結状態とすることが開示されている。両摩擦要素とも締結させることによって、変速比が上記切換ポイントに堅持され、切換ショックが確実に回避される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば、上記公報開示のトロイダル式無段変速機構の場合、その変速比制御は、一般に、トロイダル面を有する入力ディスクと出力ディスクとの間に介設したパワーローラの両ディスクに対する傾転角を制御することにより行なわれる。パワーローラのディスクに対する位置を制御することによって、該ローラが相反する入、出力ディスクの回転を受けて所定の方向に所定の角度だけ傾転する。ローラのディスクに対する位置制御は、該ローラの支持部材に対する油圧制御により行なわれ、その油圧制御は例えば三層弁のスリーブ位置制御、ないし該スリーブを移動させるステップモータのパルス数制御等を介して実行される。
【0007】
このとき、無段変速機構の変速比と、上記三層弁のスリーブ位置ないしステップモータのパルス数とがそれぞれ理論的に一対一に対応する。したがって、目標変速比が設定されたとき、それを実現させる三層弁のスリーブ位置やステップモータのパルス数等が予め定まる。
【0008】
しかし、無段変速機構を通過するトルクによるトロイダルディスク面やローラの変形、あるいはディスクの回転力によるローラの引きずり現象等が起こり、現実には、同じパルス数の制御信号をステップモータに出力しても異なる変速比が得られたり、あるいは同じ目標変速比を実現させるためのパルス数が異なったりする。そして、このような変速比の理論値とのずれは、トルクが大きくなるほど顕著となるばかりでなく、トルクの通過方向によってずれの方向が逆転し、例えば、ローモードとハイモードとで無段変速機構を通過するトルクの伝達方向が反転するような場合には、変速比が増速方向にずれていたのが、モードの切り換わりと同時に一気に減速方向へのずれへと変化したりする。その結果、ローモードの状態から両摩擦要素を共に締結させた状態を経て、ハイモードの状態に移行したときに、著しい変速比の変動が起き、ここで不快なショックが発生するのである。
【0009】
本発明は、相互に異なる動力伝達経路を有するローモードとハイモードとの切換時における上記のような不具合に対処するもので、切換動作中における変速比の変動を確実に抑制し、もって切換ショックを解消することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような手段を用いる。
【0011】
まず、本願の特許請求の範囲の請求項1に記載の発明は、無段変速機構と歯車機構とを経由する第1の経路と、無段変速機構のみを経由する第2の経路とが設けられていると共に、これらの経路を選択的に切り換える経路切換手段が備えられ、かつ、上記無段変速機構が、入力ディスク及び出力ディスクと、これらの両ディスク間に介設されたパワーローラと、このパワーローラを支持するトラニオンとを有する構成であるパワートレインの制御装置であって、上記トラニオンの入力ディスク及び出力ディスクに対する位置を制御することにより上記パワーローラの入力ディスク及び出力ディスクに対する傾転角を制御して上記無段変速機構の変速比を制御する変速比制御手段と、トルクを検出するトルク検出手段と、上記経路切換手段による経路の切換時に、その切換えに伴う変速比の変動を抑制するように、上記変速比制御手段による上記トラニオンの位置制御量を制御する切換制御手段とが備えられ、上記切換制御手段は、上記トルク検出手段で検出されたトルクが大きいほど、上記トラニオンの位置制御量の補正量を減速側又は増速側に大きくすることを特徴とする。
【0012】
この発明によれば、走行モードの切換え時に、その切換えに伴う変速比の変動が抑制されるから、ローからハイ、あるいはハイからローへモードが移行したときにおいても、不快なショックの発生するのが低減される。
【0014】
また、この発明によれば、トルクに応じて変速比制御量が補正されるから、例えばトルクが大きく、変速比の理論値からのずれが顕著となるような場合であっても、そのずれないし変動が充分効果的に抑制される。
【0015】
次に、請求項に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明において、上記切換制御手段は、第1の経路から第2の経路への切換時と、第2の経路から第1の経路への切換時とでは、上記トラニオンの位置制御量の補正方向を逆転させることを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、上記請求項1又は2に記載の発明において、上記切換制御手段は、車両がエンジンにより駆動されている正駆動状態のときと、エンジンが車両の走行慣性により駆動されている逆駆動状態のときとでは、上記トラニオンの位置制御量の補正方向を逆転させることを特徴とする。
【0016】
請求項2に記載の発明によれば、例えばローモードとハイモードとで無段変速機構を通過するトルクの伝達方向が反転し、その結果、変速比のずれ方向が増速側と減速側とで逆転するような状況に適正に対処できる。
請求項3に記載の発明によれば、例えば正駆動状態と逆駆動状態とで無段変速機構を通過するトルクの伝達方向が反転し、その結果、変速比のずれ方向が増速側と減速側とで逆転するような状況に適正に対処できる。
【0017】
次に、請求項4に記載の発明は、上記請求項1から3のいずれか1項に記載の発明において、それぞれ締結されることにより第1の経路を達成する摩擦要素と第2の経路を達成する摩擦要素とが設けられ、上記経路切換手段は、これらの両摩擦要素を共に締結させた状態を経ていずれか一方の摩擦要素を選択的に締結させることにより経路の切換えを行なうように構成されていると共に、上記切換制御手段は、上記経路切換手段による経路の切換開始から所定時間経過したのちに、上記変速比制御手段による上記トラニオンの位置制御量を制御することを特徴とする。
【0018】
この発明によれば、経路の切換えが、第1、第2の経路達成用の両摩擦要素が共に締結された状態を経るから、その間は、変速比が切換ポイントに堅持されて切換ショックが確実に回避される。
【0019】
そして、この両摩擦要素が共に締結されている状態のときに、変速比制御手段が制御されるから、そのような変速比制御手段の制御中には変速比は変動せず、いかようにも変速比制御手段を制御することができると共に、そののちに、モードの移行が開始したときに、狙いの変速比が実現することになる。
【0021】
また、この発明によれば、具体的に、時間の計測によって、両摩擦要素が共に締結された状態になっているか否かが判定できる。
【0022】
次に、請求項に記載の発明は、上記請求項に記載の発明において、上記切換制御手段は、締結側摩擦要素の締結用油圧が所定値以上となったときに、上記変速比制御手段による上記トラニオンの位置制御量を制御することを特徴とする。
【0023】
この発明によれば、より具体的に、締結側摩擦要素の締結動作の進み具合によって、両摩擦要素が共に締結された状態になっているか否かが判定できる。
【0024】
次に、請求項に記載の発明は、上記請求項に記載の発明において、上記切換制御手段は、締結側摩擦要素の入、出力回転部材の差回転、及び解放側摩擦要素の入、出力回転部材の差回転が共に所定値以下となったときに、上記変速比制御手段による上記トラニオンの位置制御量を制御することを特徴とする。
【0025】
この発明によれば、さらに具体的に、両摩擦要素のスリップ量がいずれもほとんどないことをもって、両摩擦要素が共に締結された状態になっているか否かが判定できる。
【0026】
次に、請求項に記載の発明は、上記請求項4に記載の発明において、トルクを低下させるトルク低下手段が備えられ、上記切換制御手段は、締結側摩擦要素の締結時にトルクが低下するように上記トルク低下手段を制御することを特徴とする。
【0027】
この発明によれば、締結側摩擦要素の締結ショックが低減されると共に、加えて、変速比の理論値からのずれの程度が抑制される。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通して本発明をさらに詳しく説述する。
【0031】
図1および図2に示すように、本実施の形態に係るパワートレイン10は、エンジン1の出力軸2にトーショナルダンパ3を介して連結されたインプットシャフト11と、該シャフト11の外側に遊嵌合された中空のプライマリシャフト12と、これらのシャフト11,12に平行に配置されたセカンダリシャフト13とを有し、これらのシャフト11〜13が、いずれも当該車両の横方向に延びるように配置されている。
【0032】
また、上記インプットシャフト11およびプライマリシャフト12の軸線上には、トロイダル式の第1、第2無段変速機構20,30と、これらに軸方向の荷重を付与して動力伝達を可能とするローディングカム機構40とが配設されていると共に、セカンダリシャフト13の軸線上には、遊星歯車機構50と、ロークラッチ60およびハイクラッチ70とが配設されている。さらに、インプットシャフト11およびプライマリシャフト12の軸線と、セカンダリシャフト13の軸線との間に、ローモードギヤ列80と、ハイモードギヤ列90とが介設されている。
【0033】
上記第1、第2無段変速機構20,30はほぼ同一の構成であり、いずれも、対向面がトロイダル面とされた入力ディスク21,31と出力ディスク22,32とを有し、これらの各対向トロイダル面間に、両ディスク21,22間および31,32間でそれぞれ動力を伝達するパワーローラ23,33が2つづつ介設されている。
【0034】
そして、エンジン1から遠い方に配置された第1無段変速機構20は、入力ディスク21が反エンジン側に、出力ディスク22がエンジン側に配置され、また、エンジン1に近い方に配置された第2無段変速機構30は、入力ディスク31がエンジン側に、出力ディスク32が反エンジン側に配置されており、かつ、両変速機構20,30の入力ディスク21,31はプライマリシャフト12の両端部にそれぞれ結合され、また、出力ディスク22,32は一体化されて、該プライマリシャフト12の中間部に回転自在に支持されている。
【0035】
また、インプットシャフト11の反エンジン側の端部には上記ローモードギヤ列80を構成する第1ギヤ81が結合され、該第1ギヤ81と第1無段変速機構20の入力ディスク21との間に上記ローディングカム機構40が介設されており、さらに、第1、第2無段変速機構20,30の一体化された出力ディスク22,32の外周に、上記ハイモードギヤ列90を構成する第1ギヤ91が設けられている。
【0036】
一方、セカンダリシャフト13の反エンジン側の端部には、上記ローモードギヤ列80を構成する第2ギヤ82が回転自在に支持されて、アイドルギヤ83を介して上記第1ギヤ81に連結されていると共に、該セカンダリシャフト13の中間部には上記遊星歯車機構50が配設されている。そして、該遊星歯車機構50のピニオンキャリヤ51と上記ローモードギヤ列80の第2ギヤ82との間に、これらを連結しもしくは切断するロークラッチ60が介設されている。
【0037】
また、遊星歯車機構50のエンジン側には、ハイモードギヤ列90を構成する第2ギヤ92が回転自在に支持されて、上記第1、第2無段変速機構20,30における出力ディスク22,32の外周に設けられた第1ギヤ91に噛み合わされていると共に、該第2ギヤ92と遊星歯車機構50のサンギヤ52とが連結されており、さらに該遊星歯車機構50のインターナルギヤ53がセカンダリシャフト13に結合されている。そして、該遊星歯車機構50のエンジン側に、上記ハイモードギヤ列90の第2ギヤ92とセカンダリシャフト13とを連結しもしくは切断するハイクラッチ70が介設されている。
【0038】
さらに、上記セカンダリシャフト13のエンジン側の端部に、第1、第2ギヤ4a,4bとアイドルギヤ4cとでなる出力ギヤ列4を介してディファレンシャル装置5が連結されており、このディファレンシャル装置5から左右に延びる駆動軸6a,6bが左右の駆動輪(図示せず)に連結されている。
【0039】
なお、インプットシャフト11の反エンジン側の端部にはオイルポンプ100が配置され、該インプットシャフト11により上記ローモードギヤ列80の第1ギヤ81を介して駆動されるようになっている。
【0040】
次に、上記第1、第2無段変速機構20,30の構成を第1無段変速機構20を例にとってさらに詳しく説明する。
【0041】
図3に示すように、一対のパワーローラ23,23は、入、出力ディスク21,22のほぼ半径方向に延びるシャフト24,24を介してトラニオン25,25にそれぞれ支持され、入、出力ディスク21,22の互いに対向するトロイダル面の円周上の180°反対側にほぼ水平姿勢で上下に平行に配置されており、その周面の180°反対側の2箇所で上記両ディスク21,22のトロイダル面にそれぞれ対接している。
【0042】
また、上記トラニオン25,25は、当該パワートレイン10のケース101に取り付けられた左右の支持部材26,26間に支持され、両ディスク21,22の接線方向であってパワーローラ23,23のシャフト24,24に直交する水平方向の軸心X,X回りの回動および該軸心X,X方向の直線往復運動が可能とされている。そして、これらのトラニオン25,25に、上記軸心X,Xに沿って一側方に延びるロッド27,27が連設されていると共に、上記ケース101の側面には、これらのロッド27,27およびトラニオン25,25を介して上記パワーローラ23,23を傾転させる変速制御ユニット110が取り付けられている。
【0043】
この変速制御ユニット110は、油圧制御部111とトラニオン駆動部112とを有し、トラニオン駆動部112には、上下のトラニオン25,25のロッド27,27のそれぞれに対向状に取り付けられた増速用および減速用のピストン113,114が配置され、各対向するピストン113,114により、増速用および減速用油圧室115,116がそれぞれ形成されている。
【0044】
なお、上方に位置するトラニオン25については、増速用油圧室115がパワーローラ23側に、減速用油圧室116が反パワーローラ23側にそれぞれ配置され、また、下方に位置するトラニオン25については、増速用油圧室115が反パワーローラ23側に、減速用油圧室116がパワーローラ23側にそれぞれ配置されている。
【0045】
そして、上記油圧制御部111で生成された増速用油圧PHが、油路117,118を介して上下のトラニオン25,25の増速用油圧室115,115に供給され、また、同じく油圧制御部111で生成された減速用油圧PLが、図示しない油路を介して上下のトラニオン25,25の減速用油圧室116,116に供給され、これらの油圧PH,PLの制御により、当該変速機構20,30の変速比が制御されるようになっている。
【0046】
ここで、第1無段変速機構20について変速比制御の具体的動作を説明すると、まず、図3に示す油圧制御部111により、上下のトラニオン25,25の増速用油圧室115,115に供給されている増速用油圧PHが、減速用油圧室116,116に供給されている減速用油圧PLに対して所定の釣り合い状態より相対的に高くされると、上方のトラニオン25は図面上、右側に、下方のトラニオン25は左側にそれぞれ水平移動することになる。
【0047】
このとき、図示されている出力ディスク22がc方向に回転しているものとすると、上方のパワーローラ23は、右側への移動により該出力ディスク22から下向きの力を受け、図面の手前側にあって反c方向に回転している入力ディスク21からは上向きの力を受けることになる。また、下方のパワーローラ23は、左側への移動により、出力ディスク22から上向きの力を受け、入力ディスク21からは下向きの力を受けることになる。
【0048】
その結果、上下のパワーローラ23,23とも、入力ディスク21との接触位置は半径方向の外側に、出力ディスク22との接触位置は半径方向の内側に移動するように傾転し、当該変速機構20の変速比が小さくなる(増速)。
【0049】
また、上記とは逆に、上下のトラニオン25,25の減速用油圧室116,116に供給されている減速用油圧PLが、増速用油圧室115,115に供給されている増速用油圧PHに対して所定の釣り合い状態より相対的に高くされると、上方のトラニオン25は図面上、左側に、下方のトラニオン25は右側にそれぞれ水平移動することにより、上方のパワーローラ23は出力ディスク22から上向きの力を、入力ディスク21から下向きの力を受け、また、下方のパワーローラ23は、出力ディスク22から下向きの力を、入力ディスク21から上向きの力を受けることになる。その結果、上下のパワーローラ23,23とも、入力ディスク21との接触位置は半径方向の内側に、出力ディスク22との接触位置は半径方向の外側に移動するように傾転し、当該変速機構20の変速比が大きくなる(減速)。
【0050】
なお、このような油圧制御部111による増速用および減速用油圧PH,PLの供給制御については、後述する油圧制御回路の説明においてさらに説明する。
【0051】
以上のような第1無段変速機構20についての構成および作用は、第2無段変速機構30についても同様である。そして、図1、図2に示すように、インプットシャフト11上に遊嵌合された中空のプライマリシャフト12の両端部に、第1、第2無段変速機構20,30の入力ディスク21,31がそれぞれスプライン嵌合されて、これらの入力ディスク21,31が常に同一回転するようになっており、また、前述のように、両変速機構20,30の出力ディスク22,32は一体化されているので、両変速機構20,30の出力側の回転速度も常に同一となる。したがって、上記のようなパワーローラ23,33の油圧制御による第1、第2無段変速機構20,30の変速比制御も、変速比が常に同一に保持されるように行われることになる。
【0052】
次に、上記変速制御ユニット110と、ケース101の下部に取り付けられたクラッチ制御ユニット120(図3参照)とによって構成される当該パワートレイン10の油圧制御回路について説明する。
【0053】
図4に示すように、この油圧制御回路200には、オイルポンプ100から吐出される作動油の圧力を所定のライン圧に調整してメインライン201に出力するレギュレータバルブ202と、該メインライン201から供給されるライン圧を元圧として所定のリリーフ圧を生成し、これをリリーフ圧ライン203に出力するリリーフバルブ204と、運転者の切り換え操作によってDレンジ、Rレンジ、NレンジおよびPレンジの選択を可能とするマニュアルバルブ205とが備えられている。
【0054】
これらのバルブのうち、マニュアルバルブ205は、上記メインライン201を、Dレンジでは第1、第2出力ライン206,207に、Rレンジでは第1、第3出力ライン206,208にそれぞれ連通させると共に、NレンジおよびPレンジではライン圧を遮断するように動作する。
【0055】
また、上記レギュレータバルブ202およびリリーフバルブ204には、ライン圧制御用リニアソレノイドバルブ209およびリリーフ圧制御用リニアソレノイドバルブ210がそれぞれ備えられていると共に、上記ポンプ100の吐出圧を元圧として一定圧を生成するレデューシングバルブ211が備えられ、このレデューシングバルブ211で生成された一定圧に基づいて、上記リニアソレノイドバルブ209,210がそれぞれ制御圧を生成するようになっている。
【0056】
そして、これらの制御圧が上記レギュレータバルブ202およびリリーフバルブ204の制御ポート202a,204aに供給されることにより、ライン圧およびリリーフ圧が、各リニアソレノイドバルブ209,210に出力される制御信号によってそれぞれ調整されることになる。
【0057】
さらに、レデューシングバルブ211で生成された一定圧は、フェールセーフバルブ212を作動させるオンオフソレノイドバルブ213にも導かれている。このオンオフソレノイドバルブ213は、通常時はオンとされて上記一定圧をフェールセーフバルブ212の制御ポート212aに供給し、これにより該バルブ212のスプールを右側に移動させている一方、フェールセーフ時等にオフとされたときには上記一定圧をフェールセーフバルブ212の制御ポート212aからオフドレインし、これにより該バルブ212のスプールを左側に移動させる。
【0058】
また、この油圧制御回路200には、変速制御用として、上記ライン圧およびリリーフ圧に基づいて、前進時および後退時のそれぞれにおいて、増速用油圧PHおよび減速用油圧PLを生成する前進用三層弁220および後退用三層弁230と、これらの三層弁220,230を選択的に作動させるシフトバルブ240とが備えられている。
【0059】
このシフトバルブ240は、一端の制御ポート240aに制御圧としてライン圧が供給されるか否かによりスプールの位置が決定され、ライン圧が供給されていないときは、該スプールが右側に位置して、上記メインライン201を前進用三層弁220に通じるライン圧供給ライン241に連通させ、また、ライン圧が供給されたときには、スプールが左側に位置して、メインライン201を後退用三層弁230に通じるライン圧供給ライン242に連通させるように作動する。
【0060】
ここで、シフトバルブ240の制御ポート240aにライン圧が供給されるのは、通常時においては、スプールが右側に移動した上記フェールセーフバルブ212および第3出力ライン208を介して、マニュアルバルブ205がRレンジに位置したときである。これに対し、通常時であってフェールセーフバルブ212のスプールが右側に移動していても、マニュアルバルブ205がDレンジに位置したときには、シフトバルブ240の制御ポート240aにはライン圧が供給されない。また、フェールセーフ時には、フェールセーフバルブ212のスプールが左側に移動し、シフトバルブ240と第3出力ライン208とが遮断されるから、マニュアルバルブ205がRレンジに位置していても、シフトバルブ240の制御ポート240aにはライン圧が供給されない。
【0061】
上記前進用および後退用の三層弁220,230は同一の構成であって、ボア221,231に軸方向に移動可能にスリーブ222,232を嵌合すると共に、該スリーブ222,232に同じく軸方向に移動可能にスプール223,233をそれぞれ嵌合した構成とされ、いずれも、図3に示す変速制御ユニット110における油圧制御部111のバルブボディ111aに収納されている。
【0062】
また、これらの三層弁220,230の中央部には、上記シフトバルブ240から導かれたライン圧供給ライン241,242が接続されたライン圧ポート224,234が設けられていると共に、両端部には、上記リリーフ圧ライン203が分岐されてそれぞれ接続された第1、第2リリーフ圧ポート225,226,235,236が設けられている。さらに、上記ライン圧ポート224,234と第1リリーフ圧ポート225,235との間には増速圧ポート227,237が、同じくライン圧ポート224,234と第2リリーフ圧ポート226,236との間には減速圧ポート228,238がそれぞれ設けられている。
【0063】
そして、前進用および後退用三層弁220,230の増速圧ポート227,237からそれぞれ導かれたライン243,244と、同じく前進用および後退用三層弁220,230の減速圧ポート228,238からそれぞれ導かれたライン245,246とが上記シフトバルブ240に接続されており、該シフトバルブ240のスプールが右側に位置するときに、前進用三層弁220の増速圧ポート227および減速圧ポート228から導かれたライン243,245が増速用ライン247および減速用ライン248にそれぞれ接続され、上記増速用油圧室115,115および減速用油圧室116,116にそれぞれ連通する。
【0064】
また、シフトバルブ240のスプールが左側に位置するときは、後退用三層弁230の増速圧ポート237および減速圧ポート238から導かれたライン244,246が上記増速用ライン247および減速用ライン248にそれぞれ接続されて、上記増速用油圧室115,115および減速用油圧室116,116にそれぞれ連通するようになっている。
【0065】
ここで、これらの三層弁220,230の作動を図5を用いて説明する。なお、図5においては、三層弁220,230の向きが図4とは左右反対になっている。図示したように、スリーブ222とスプール223の位置関係が中立位置にある状態から、例えば前進用三層弁220のスリーブ222が相対的に図面上、左側(矢印g方向)に移動すると、ライン圧ポート224と増速圧ポート227との連通度、および第2リリーフ圧ポート226と減速圧ポート228との連通度がそれぞれ増大し、逆にスリーブ222が相対的に右側(矢印h方向)に移動すると、上記ライン圧ポート224と減速圧ポート228との連通度、および第1リリーフ圧ポート225と増速圧ポート227との連通度がそれぞれ増大する。したがって、前者の場合は、増速用油圧PHが上昇して減速用油圧PLが低下し、後者の場合は、減速用油圧PLが上昇して増速用油圧PHが低下することになる。
【0066】
そして、上記の作用は後退用三層弁230についても同様であり、これらの三層弁220,230のスリーブ222,232を上記のように作動させるステップモータ251,252が備えられ、それぞれリンク部材253,254を介して前進用および後退用三層弁220,230のスリーブ222,232に連結されている。
【0067】
また、これらのステップモータ251,252によるスリーブ222,232の移動に応じて、スプール223,233をスプリング229,239のバネ力に抗して軸方向に移動させるカム機構260が備えられている。
【0068】
このカム機構260は、図5、図6に示すように、一方の端面が螺旋面状のカム面261aとされて、第2無段変速機構30の上方に位置するトラニオン35のロッド37の端部に取り付けられたプリセスカム261と、前進用および後退用三層弁220,230のスプール223,233の一端側にこれらに直交する方向に配置されて、油圧制御部111のバルブボディ111aに回動自在に支持されたシャフト262と、このシャフト262の一端部に取り付けられて、揺動端が上記プリセスカム261のカム面261aに当接された従動レバー263と、同じくシャフト262に取り付けられて、揺動端が上記前進用および後退用三層弁220,230のスプール223,233の一端に設けられた切り込み223a,233aに係合された前進用および後退用の駆動レバー264,265とで構成されている。
【0069】
そして、上記増速用油圧PHおよび減速用油圧PLの制御によって第2無段変速機構30における上方のパワーローラ33が傾転したときに、これに伴って上方に位置するトラニオン35およびロッド37が軸心X回りに一体的に回転することにより、上記プリセスカム261もこれらと一体的に回動し、そのカム面261aに揺動端が当接した従動レバー263が所定量揺動すると共に、シャフト262を介して前進用および後退用の駆動レバー264,265も同じ角度だけ揺動し、その結果、その揺動角度に応じた量だけ前進用および後退用三層弁220,230のスプール223,233が軸方向に移動することになる。
【0070】
したがって、これらのスプール223,233の位置は、第2無段変速機構30のパワーローラ33(および第1無段変速機構20のパワーローラ23)の傾転角、換言すればこれらの変速機構20,30の変速比に常に対応することになる。
【0071】
ここで、無段変速機構20,30の変速比(トロイダルレシオRt)の制御動作を、前進時を例にとって説明する。
【0072】
まず、油圧制御回路200におけるライン圧制御用リニアソレノイドバルブ209およびリリーフ圧制御用リニアソレノイドバルブ210により、レギュレータバルブ202およびリリーフバルブ204の制御圧が生成されて、その制御圧に応じたライン圧とリリーフ圧とが生成される。
【0073】
これらの油圧のうち、ライン圧は、メインライン201からシフトバルブ240およびライン241を介して三層弁220のライン圧ポート224に供給される。また、リリーフ圧は、ライン203を介して三層弁220の第1、第2リリーフ圧ポート225,226に供給される。そして、このライン圧とリリーフ圧とに基づき、ステップモータ251による三層弁220の制御により変速制御ユニット110の増速用油圧室115,115および減速用油圧室116,116にそれぞれ供給される増速用油圧PHおよび減速用油圧PLの差圧ΔP(=PH−PL)の制御が行われる。
【0074】
この差圧制御は、図6に示すように、無段変速機構20,30のトラニオン25,35ないしパワーローラ23,33を、該トラニオン25,35に作用するトラクション力T1又はT2に抗して、ローラ23,33がディスク21,22,31,32の回転を受けずに傾転が進行しない所定の中立位置に保持すると共に、その中立位置から、トラニオン25,35ないしパワーローラ23,33を、ローラ23,33がディスク21,22,31,32の回転を受けて傾転が進行する(トロイダルレシオが変化する)ように、軸心X,X方向に沿って移動させる制御である。
【0075】
いま、例えば、トルクが変速機構20,30を、入力ディスク21,31側から出力ディスク22,32側に通過する場合、入力ディスク21,31のa,a方向の回転によりパワーローラ23,33がb,b方向に駆動されるから、該パワーローラ23,33およびこれを支持するトラニオン25,35には、これらを入力ディスク21,31の回転方向a,aと同方向に引きずろうとする力が作用する。また、このパワーローラ23,33のb,b方向の回転により出力ディスク22,32がc,c方向に駆動されるから、その反力として、出力ディスク22,32の回転方向c,cと反対方向の力が該パワーローラ23,33ないしトラニオン25,35に作用する。その結果、パワーローラ23,33およびトラニオン25,35には、トラニオン駆動部112へ近づく方向のトラクション力T1,T1が作用することになる。
【0076】
逆に、例えば、トルクが変速機構20,30を、出力ディスク22,32側から入力ディスク21,31側に通過する場合、出力ディスク22,32のc,c方向の回転によりパワーローラ23,33がb,b方向に駆動されるから、該パワーローラ23,33およびこれを支持するトラニオン25,35には、これらを出力ディスク22,32の回転方向c,cと同方向に引きずろうとする力が作用する。また、このパワーローラ23,33のb,b方向の回転により入力ディスク21,31がa,a方向に駆動されるから、その反力として、入力ディスク21,31の回転方向a,aと反対方向の力が該パワーローラ23,33ないしトラニオン25,35に作用する。その結果、パワーローラ23,33およびトラニオン25,35には、トラニオン駆動部112から離れる方向のトラクション力T2,T2が作用することになる。
【0077】
そこで、このトラクション力T1又はT2に抗してパワーローラ23,33を中立位置に保持するために、各トラニオン25,35に設けられた増速用および減速用油圧室115,116に、差圧ΔPが上記トラクション力Tと釣り合う大きさとなるように、増速用油圧PHと減速用油圧PLとをそれぞれ供給するのである。
【0078】
そして、いま、この中立状態から例えばトロイダルレシオを小さく(増速)するものとし、ステップモータ251により、前進用三層弁220のスリーブ222を、図5、図6において左側(g方向)に移動させれば、該三層弁220のライン圧ポート224と増速圧ポート227との連通度、および第2リリーフ圧ポート226と減速圧ポート228との連通度が大きくなることにより、図4に示す増速圧ライン247から上記増速用油圧室115,115に供給されている増速用油圧PHは増圧され、減速圧ライン248から上記減速用油圧室116,116に供給されている減速用油圧PLは減圧されて、差圧ΔPが大きくなり、その結果、トラニオン25,35ないしパワーローラ23,33が図6に示すd1,d1方向に移動することになる。
【0079】
そして、この移動により、パワーローラ23,33は、入力ディスク21,31との接触位置が半径方向の外側に、出力ディスク22,32との接触位置が半径方向の内側にそれぞれ変位する方向に傾転して、第1、第2無段変速機構20,30が増速され、トロイダルレシオが小さくなるのである。
【0080】
また、第2無段変速機構30におけるパワーローラ33の上記のような傾転により、カム機構260におけるプリセスカム261が同方向(図5に示すe方向)に同じ角度だけ回転し、これに伴って該カム機構260における従動レバー263、シャフト262および駆動レバー264がいずれも図6に示すf方向に回動する。
【0081】
その結果、三層弁220のスプール223は、スプリング229のバネ力によってg方向、即ち図5、図6の左方向に移動することになるが、この方向は上記ステップモータ251によりスリーブ222を移動させた方向であり、したがって、上記のように、一旦、増大したライン圧ポート224と増速圧ポート227との連通度、および第2リリーフ圧ポート226と減速圧ポート228との連通度が当初の中立状態に復帰することになる。
【0082】
これにより、上記差圧ΔPは再び小さくなって上記のような変速動作が終了し、無段変速機構20,30の変速比、即ちトロイダルレシオが所定量変化したうえで、ローラ23,33が中立位置に再び復帰し、保持されることになる。
【0083】
その場合に、この変速動作は、上記スプール223がスリーブ222との位置関係において所定の中立状態となる位置まで移動した時点で終了することになるが、その位置はステップモータ251によりスリーブ222を移動させた位置であり、また、カム機構260を介してパワーローラ23,33およびトラニオン25,35の傾転角に対応付けられた位置であるから、スリーブ222の位置がパワーローラ23,33およびトラニオン25,35の傾転角に対応することになる。その結果、ステップモーター251の制御量が第1、第2無段変速機構20,30の変速比に対応することになり、該ステップモーター251に対するパルス制御により、トロイダルレシオが制御されることになる。
【0084】
なお、以上の動作はステップモータ251により三層弁220のスリーブ222を図5、図6において反対方向の右側(h方向)に移動させた場合も同様に行われ、この場合、トラニオン25,35ないしパワーローラ23,33が図6に示すd2,d2方向に移動して、トロイダルレシオは大きくなる(減速)。
【0085】
一方、図4に示すように、上記油圧制御回路200には、以上のような変速比制御用の構成に加えて、ロークラッチ60およびハイクラッチ70の制御用として、2個のデューティソレノイドバルブ271,272が備えられており、上記マニュアルバルブ205から導かれた第1出力ライン206がロークラッチ用デューティソレノイドバルブ271に、第2出力ライン207がハイクラッチ用デューティソレノイドバルブ272にそれぞれ接続されている。
【0086】
そして、ロークラッチ用デューティソレノイドバルブ271により、上記第1出力ライン206からのライン圧が調整されてロークラッチ60の締結圧(ロークラッチ圧)が生成され、これが、正常時には、フェールセーフバルブ212およびロークラッチライン274を介してロークラッチ60の油圧室に供給されることにより、その大きさに応じた締結力でロークラッチ60が締結される。また、ハイクラッチ用デューティソレノイドバルブ272の作動により、上記第2出力ライン207からのライン圧が調整されてハイクラッチ70の締結圧(ハイクラッチ圧)が生成され、これがハイクラッチライン275を介してハイクラッチ70の油圧室に供給されることにより、その大きさに応じた締結力でハイクラッチ70が締結されるようになっている。
【0087】
その場合に、これらのデューティソレノイドバルブ271,272は、その制御信号のデューティ率が0%のときにはクラッチ圧を出力せず(全閉)、100%のときに供給されるライン圧をそのままクラッチ圧として出力する(全開)。そして、その中間のデューティ率では、その値に応じたクラッチ圧を生成するようになっている。
【0088】
ここで、上記ロークラッチライン274およびハイクラッチライン275にはそれぞれアキュムレータ276,277が備えられ、ロークラッチ60およびハイクラッチ70への締結圧の供給を緩やかに行わせることにより、これらのクラッチ60,70の締結時におけるショックの発生を抑制するようになっている。
【0089】
また、マニュアルバルブ205から導かれた第3出力ライン208は、前述したように、正常時には、上記フェールセーフバルブ212を介してシフトバルブ240の制御ポート240aに接続され、上記マニュアルバルブ205がRレンジの位置に移動したときに、ライン圧が上記シフトバルブ240の制御ポート240aに供給されて、該シフトバルブ240のスプールを左側、即ち後退時用の位置に移動させるようになっている。
【0090】
さらに、フェールセーフ時等には、上記フェールセーフバルブ212を作動させるオンオフソレノイドバルブ213がオフとなって、上記フェールセーフバルブ212のスプールが左側に移動し、これにより、上記ロークラッチ用デューティソレノイドバルブ271とロークラッチライン274との間、および第3出力ライン208とシフトバルブ240との間がそれぞれ遮断されるようになっている。このとき、特に、ロークラッチ60の油圧室に通じるロークラッチライン274は、フェールセーフバルブ212のドレインポート212bと連通し、ロークラッチ圧が該ドレインポート212bから速やかに排出される。
【0091】
なお、以上の構成に加えて、図4に示す油圧制御回路200には、レギュレータバルブ202のドレインポートから導かれた潤滑ライン281が設けられており、この潤滑ライン281に、潤滑油圧を所定値に調整するリリーフバルブ282や、第1、第2開閉バルブ283,284等が配置されて、第1、第2無段変速機構20,30や遊星歯車機構50等のパワートレイン各部に対する潤滑油の供給を制御するようになっている。
【0092】
この実施の形態に係るパワートレイン10は、以上のような機械的構成と油圧制御回路200とを有すると共に、この油圧制御回路200を用いて第1、第2無段変速機構20,30の変速比制御およびクラッチ60,70の締結制御を行うことにより、パワートレイン10の全体としての変速比(ユニットレシオRu)の制御を行うコントロールユニットを備えている。
【0093】
図7に示すように、このコントロールユニット300は、当該車両の車速を検出する車速センサ301、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ302、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ303、運転者によって選択されているレンジを検出する選択レンジセンサ304、アクセルペダルの非踏み込みを検出するアイドルスイッチ305、作動油の温度を検出する油温センサ306、並びに入力ディスク21,31および出力ディスク22,32の回転数を検出する入力回転数センサ307および出力回転数センサ308(図1参照)等からの信号を入力する一方、これらのセンサやスイッチ301〜308からの信号が示す当該車両の走行状態ないしエンジンの運転状態に応じて、ライン圧制御用およびリリーフ圧制御用のリニアソレノイドバルブ209,210、オンオフソレノイドバルブ213、ロークラッチ60用およびハイクラッチ70用のデューティソレノイドバルブ271,272、前進用三層弁220用および後退用三層弁230用のステップモータ251,252、並びにエンジン1の点火プラグ309等に制御信号を出力する。
【0094】
次に、本発明の特徴部分を説述していく。
【0095】
この無段変速機構20,30を搭載したパワートレイン10では、Nレンジが選択されているときは、ロークラッチ60及びハイクラッチ70の両者が解放状態とされる。そのため、インプットシャフト11側からセカンダリシャフト13側に伝達される動力は、遊星歯車機構50や該セカンダリシャフト13には伝達されず、したがって、差動装置5から駆動輪へ動力が出力されることはない。
【0096】
このとき、遊星歯車機構50においては、ハイモードギヤ列90からの動力によりサンギヤ52が駆動されるが、ローモードギヤ列80からの動力はロークラッチ60の入力側の回転部材60a(図1参照)まで伝達されるだけで、ピニオンキャリヤ51へは伝達されず、また、セカンダリシャフト13に結合されたインターナルギヤ53は固定されているから、上記ピニオンキャリヤ51は、サンギヤ52の回転に連動して無負荷状態で回転している状態にある。
【0097】
そして、この状態で、トロイダルレシオを所定値に設定することにより、上記ピニオンキャリヤ51の回転速度を、ロークラッチ60の入、出力側回転部材60a,60b(図1参照)の回転速度が等しくなる速度に制御することができる。換言すれば、トロイダルレシオを上記所定値に制御することにより、ロークラッチ60を接続しても、インターナルギヤ53ないしセカンダリシャフト13の回転をゼロとすることができるのである。これにより、所謂ギヤードニュートラル(GN)の状態が得られる。
【0098】
ここで、ステップモータ251,252に出力する制御信号のパルス数(N)とトロイダルレシオ(Rt)との関係は例えば図8に示すような特性を有する。
【0099】
すなわち、パルス数が増加(プラス側に変化)すると、トロイダルレシオが小さくなる(増速側に変化する)。このとき、三層弁220,230のスリーブ222,232は、前述したように、図5、図6に示した矢印g方向に移動する。なお、このときのスリーブ222,232のパルスモータ251,252から離れる方向gへの移動をプラス側とする。
【0100】
逆に、パルス数が減少(マイナス側に変化)すると、トロイダルレシオが大きくなる(減速側に変化する)。このとき、三層弁220,230のスリーブ222,232は、前述したように、図5、図6に示した矢印h方向に移動する。なお、このときのスリーブ222,232のパルスモータ251,252に近づく方向hへの移動をマイナス側とする。
【0101】
ギヤードニュートラルの状態が得られるときのトロイダルレシオ(GNレシオRtn)は1より小さく、また、そのGNレシオRtnを実現させるパルス数(GNパルス数Nn)は相対的にプラス側にある。
【0102】
一方、ステップモータ251,252に出力する制御信号のパルス数(N)とユニットレシオ(Ru)との関係は例えば図9に示すような特性を有する。
【0103】
すなわち、パルス数がGNパルス数(Nn)にあるときは、ユニットレシオは、符号ア又はイで示すように無限大となる。このGNパルス数(Nn)からパルス数が減少(マイナス側に変化)して、トロイダルレシオが大きくなると(減速側に変化すると)、サンギヤ52への入力回転速度が低下することにより、遊星歯車機構50のインターナルギヤ53が前進方向に回転し始める。すなわち、パルス数の減少、ないしスリーブ位置のマイナス側への移動、及びトロイダルレシオの増大に伴って、ユニットレシオが小さくなっていく(増速側に変化していく)前進ローモード特性LFが実現する。
【0104】
逆に、GNパルス数(Nn)からパルス数が増加(プラス側に変化)して、トロイダルレシオが小さくなると(増速側に変化すると)、サンギヤ52への入力回転速度が上昇することにより、遊星歯車機構50のインターナルギヤ53が後退方向に回転し始める。すなわち、パルス数の増加、ないしスリーブ位置のプラス側への移動、及びトロイダルレシオの減少に伴って、ユニットレシオが大きくなっていく(減速側に変化していく)Rレンジでの後退ローモード特性LRが実現する。
【0105】
また、前進ローモードLFで発進したのち、パルス数が減少していって、ユニットレシオが小さくなっていき、図8、図9に符号ウで示すように、所定の切り換えポイント(パルス数Nm,トロイダルレシオRtm,ユニットレシオRum)に到達すると、ロークラッチ60が切断されると共にハイクラッチ70が締結される。即ち、クラッチ60,70の掛け替えが行なわれる。これにより、インプットシャフト11からの動力が、第1、第2無段変速機構20,30、ハイモードギヤ列90およびハイクラッチ70を介してセカンダリシャフト13に伝達される。この状態では、ハイモードギヤ列90のギヤ比が1であるとすれば、ユニットレシオはトロイダルレシオに等しくなり、図8に示すトロイダルレシオの特性とほぼ同じとなる。すなわち、パルス数の増加、ないしスリーブ位置のプラス側への移動、及びトロイダルレシオの減少に伴って、ユニットレシオが小さくなっていく(増速側に変化していく)前進ハイモード特性HFが実現する。
【0106】
ここで、図10に示すように、前進ローモードLFにおいてエンジン1により車両を駆動している正駆動状態にあるときには循環トルクが発生する。つまり、矢印iで示すように、エンジン1からのトルクがインプットシャフト11の反エンジン側の端部からローモードギヤ列80を介してセカンダリシャフト13側へ伝達される一方で、該セカンダリシャフト13上の遊星歯車機構50で生じる反力としてのトルクが矢印jで示すようにハイモードギヤ列90を介して無段変速機構20,30の出力ディスク22,32に還流される。そして、この還流トルクが、矢印kで示すように、入力ディスク21,31、プライマリシャフト12及びローディングカム機構40等を介して上記ローモードギヤ列80側に再び伝達されるのである。したがって、この前進ローモードLFでは、変速機構20,30においては、正駆動状態で、トルクは出力ディスク22,32側から入力ディスク21,31側へ伝達されることになり、パワーローラ23,33およびトラニオン25,35には、トロイダルレシオを小さくしようとする図6に示す増速方向のトラクション力T2,T2が作用することになる。
【0107】
一方、前進ハイモードHFにおいて正駆動状態にあるときには、インプットシャフト11に入力されたエンジン1からの回転は、ローディングカム機構40から無段変速機構20,30の入力ディスク21,31に入力され、それぞれパワーローラ23,33を介して出力ディスク22,32に伝達されると共に、さらに、ハイモードギヤ列90からハイクラッチ70を介してセカンダリシャフト13に伝達される。したがって、このハイモードHFでは、変速機構20,30においては、正駆動状態で、トルクは入力ディスク21,31側から出力ディスク22,32側へ伝達されることになり、パワーローラ23,33およびトラニオン25,35には、トロイダルレシオを大きくしようとする図6に示す減速方向のトラクション力T1,T1が作用することになる。
【0108】
また、前進ローモードLFにおいてエンジン1が車両の走行慣性により駆動されている逆駆動状態にあるときは、正駆動状態にあるときとは逆に、トルクが入力ディスク21,31側から出力ディスク22,32側へ伝達され、パワーローラ23,33およびトラニオン25,35には減速方向のトラクション力T1,T1が作用し、さらに、前進ハイモードHFにおいて逆駆動状態にあるときも、正駆動状態にあるときとは逆に、トルクが出力ディスク22,32側から入力ディスク21,31側へ伝達され、パワーローラ23,33およびトラニオン25,35には増速方向のトラクション力T2,T2が作用する。
【0109】
したがって、例えば、正、逆いずれかの同一駆動状態のままで、ロー、ハイのモードの切換えが起こったときや、ロー、ハイいずれかの同一モードのままで、正、逆の駆動状態の切換えが起こったときには、変速機構20,30を通過するトルクの伝達方向が反転し、それに伴って、パワーローラ23,33およびトラニオン25,35に作用するトラクション力の方向もまた反転する。
【0110】
このとき、前述の図6を参照して説明したように、各無段変速機構20,30のトラニオン25,35にはトラクション力T1又はT2に対抗し得るだけの差圧ΔPが供給されて中立位置に保持されているのではあるが、現実には、そのような差圧ΔPを直接受けているのはトラニオン駆動部112に配置されたピストン113,114及びその近傍部分だけであるので、それ以外の例えば入出力ディスク21,22,31,32に近い位置に配置されているロッド27,37や、トラニオン本体25,35、あるいはこれらの連設部分、ないしはローラ支持シャフト24,24、さらには該シャフト24,24とトラニオン25,35との連結部分等は、トラクション力T1又はT2によって引きずられるように撓んだり、歪んだりして物理的変形を生じ、その結果、パワーローラ23,33が中立位置から増速方向(d1方向:トラクション力T2の場合)又は減速方向(d2方向:トラクション力T1の場合)に若干オフセットしているのである。
【0111】
それゆえ、例えば、具体的一例として、正駆動状態のままでローモードLFからハイモードHFへの切換えが起こったときには、パワーローラ23,33は、トラクション力T2,T2によって増速方向にオフセットした位置から、トラクション力T1,T1によって減速方向にオフセットした位置へ、本来の中立位置を挟んで、瞬間的に移動することになる。
【0112】
図11に、モード切換ポイントトロイダルレシオRtmを実現し得るパルス数ないしスリーブ位置が変速機構20,30を通過する伝達トルク(入力トルク)によってどのように変化するかを調べた実験結果をグラフで示す。
【0113】
この図11から明らかなように、トルクがゼロのときは、ローモードLFのときも、ハイモードHFのときも、あるいは正駆動のときも、逆駆動のときも、前述した理論値としてのモード切換ポイントパルス数Nmないしモード切換ポイントスリーブ位置Smにおいて、モード切換ポイントトロイダルレシオRtmが実現する。
【0114】
しかし、トルクが大きくなるに従って、モード切換ポイントトロイダルレシオRtmを実現することのできるパルス数ないしスリーブ位置が、上記理論値Nm,Smから大きくずれていく。例えば、ローモードLFの正駆動状態(図中のf1の特性ライン)では、トルクの増大に伴い、パルス数ないしスリーブ位置を上記理論値Nm,Smから次第に減速方向に大きくずらしていかないと、モード切換ポイントトロイダルレシオRtmが実現しないことになる。このことは、ローモードLFの正駆動状態で、前述したように、パワーローラ23,33が増速方向にオフセットしており、かつそのオフセット量がトルクに応じて変化するものであることを示す。このような特性は、他の3種の状態(図中のf2,f3,f4の各特性ライン)においても同様である。
【0115】
したがって、例えば、モードの切換時に、ローモードLFの正駆動状態でのトルクがTr1で、ハイモードHFの正駆動状態でのトルクがTr2であれば、両者間でのパルス数の偏差Δn(N2−N1)を埋め合わせしないと、モードの切換えと同時に著しいトロイダルレシオないしユニットレシオの変動が起こり、不快なショックが発生することになる。
【0116】
この実施の形態に係る無段変速機構20,30を搭載したパワートレイン10においては、このような不具合を解消するための対策が講じられている。
【0117】
なお、上記の4種の特性ラインf1〜f4は、それぞれトルクの関数として次のような近似式が与えられる。なお、Xはトルク、K11〜K14、K21〜K24、K31、K41、α、及びβはそれぞれ定数である。
【0118】
【数1】

Figure 0004253891
【0119】
【数2】
Figure 0004253891
【0120】
【数3】
Figure 0004253891
【0121】
【数4】
Figure 0004253891
次に、図12に示すように、上記モード切換ポイント(ウ)は、ローモードLF及びハイモードHFのいずれにおいても、同じトロイダルレシオ(Rtm)で同じユニットレシオ(Rum)が得られる唯一のポイントであり、したがってこのポイント(ウ)でモードの切換えを行なうことにより、切換え前後でユニットレシオの著しい変動のない、したがって切換えショックの発生しない円滑なモードの切換えが実現する。そして、この切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)を実現させる切換ポイントパルス数(Nm:トルクゼロの場合)ないし切換ポイントスリーブ位置(Sm:トルクゼロの場合)といった各種の物理量が、前述の図8、図9及び図11に示すように、理論的にただ一点対応して定まっている。なお、上記の切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)を実現させる切換ポイントパルス数ないし切換ポイントスリーブ位置がトルクに応じて変化することは前述の通りである。
【0122】
それゆえ、理論上は、実トロイダルレシオが切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)に到達し、したがって、パルス数ないしスリーブ位置が切換ポイントパルス数(Nm)ないし切換ポイントスリーブ位置(Sm)に到達したときに、そのパルス数ないしスリーブ位置の制御を停止すれば、実トロイダルレシオが上記切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)において安定することになるのであるが、このモード切換ポイント(ウ)の近傍においては、該切換ポイントに接近するようにパワーローラ23,33が連続的に傾転しており、したがって、現実には、その連続的な傾転運動による慣性等が働く結果、実トロイダルレシオが切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)に到達してから、パルス数ないしスリーブ位置の制御を停止したのでは、パワーローラ23,33が傾転し過ぎ、その結果、実トロイダルレシオが切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)を越えてより減速側(ローモードLFからハイモードHF、及びハイモードHFからローモードLFのいずれのモード切換えにおいても、トロイダルレシオは、その切換え前は、増速側から減速側に変化している)に行き過ぎることになるのである(図12に鎖線で示す領域に進入する)。
【0123】
そして、ローラ23,33の傾転運動の慣性は伝達トルクが大きくなるに従ってより大きくなるから、上記のローラ23,33の行き過ぎ量も伝達トルクに応じて大きくなる。したがって、モード切換時、特にその開始時に、そのようなパワーローラ23,33の行き過ぎに起因する実レシオの切換ポイントから減速側へのずれを考慮しないと、モード切換動作の進行に伴って著しいトロイダルレシオないしユニットレシオの変動が起こり、不快なショックが発生することになる。
【0124】
この実施の形態に係る無段変速機構20,30を搭載したパワートレイン10においては、このような不具合を解消するための対策もまた講じられている。
【0125】
次に、上記の前進ローモードLFと前進ハイモードHFとの切換時の具体的制御動作を詳しく説明する。この制御は、基本的に、モード切換ポイント(ウ)近傍における制御であり、各モード達成用の摩擦要素としてのロークラッチ60とハイクラッチ70との掛け替えが行なわれる。すなわち、ローモードLFからハイモードHFへの切換えであれば、ロークラッチ60を切断し、ハイクラッチ70を締結する。逆に、ハイモードHFからローモードLFへの切換えであれば、ハイクラッチ70を切断し、ロークラッチ60を締結する。そして、このクラッチ60,70の掛け替え動作は、実トロイダルレシオが切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)に到達することをもって開始され、その掛け替え動作中は、実トロイダルレシオが切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)に一定に保持されるように、前進用ステップモータ251に対するパルス数の制御が行われる。
【0126】
一方、このようなモードの切換時以外の通常時は、基本的に、図13〜図15に示すように、前進ローモードLF、前進ハイモードHF、及び後退ローモードLRのそれぞれにおいて、車速(V)やスロットル開度(TVO)等の車両の走行状態をパラメータとして予め設定された変速線図に基づく変速比(トロイダルレシオ及びユニットレシオ)のフィードバック制御が行なわれている。
【0127】
この変速比制御は、特に図14に示すように、まず実車速(V)と実スロットル開度(TVO)とを上記変速線図にあてはめて目標エンジン回転数(Neo)を求め、次にこの目標エンジン回転数(Neo)と実車速(V)とから目標ユニットレシオ(Ruo)を算出して、さらにこの目標ユニットレシオ(Ruo)が得られる目標トロイダルレシオ(Rto)を設定したのち、この目標トロイダルレシオ(Rto)が実現するように、ステップモータ251,252に対するパルス制御(スリーブ位置制御)を介してトロイダルレシオをフィードバック制御するものである。
【0128】
なお、各変速線図には、モード切換ポイントユニットレシオ(Rum)の傾きを有するモード切換ライン(M)が表されている。
【0129】
図16のタイムチャートを参照してさらに説明する。なお、このタイムチャートは、一例として、例えばアクセルペダルが踏み込まれ続けて、車速が増加していき、その結果、正駆動状態でローモードLFからハイモードHFへの切換えが起こる場合を示している。
【0130】
まず時点t1までの期間中、及び時点t4以降の期間中は、上記の走行状態及び変速線図に基づく通常の変速比のフィードバック(F/B)制御が行なわれ、そして、これらの間の時点t1から時点t4までの期間中にモードの切換制御が実行される。
【0131】
まず時点t1までの期間中はローモードLFが達成されており、したがって、オンオフソレノイドバルブ213がONとされた状態で、ロークラッチ用デューティソレノイドバルブ271に対するデューティ率DLが100%(DL1)とされ、ハイクラッチ用デューティソレノイドバルブ272に対するデューティ率DHが0%(DH1)とされている。これにより、ロークラッチ60の油圧室にはロークラッチ圧(EL)としてライン圧がそのまま供給され、該ロークラッチ60が完全締結状態とされている一方で、ハイクラッチ70の油圧室にはハイクラッチ圧(EH)が供給されておらず、該ハイクラッチ70が完全解放状態とされている。
【0132】
そして、この時点t1までの期間中は、変速比のフィードバック制御により、目標ユニットレシオ(Ruo)が増速側に変化するように設定されていき、したがって図中鎖線で示すように、目標トロイダルレシオ(Rto)が減速側に変化するように設定されていって、この目標トロイダルレシオ(Rto)が実現するようにトロイダルレシオ(Rt)がフィードバック制御される結果、図中実線で示すように、実トロイダルレシオ(Rtr)が目標トロイダルレシオ(Rto)に追随するように減速側に変化していく。このとき、三層弁220についてのパルス数(N)ないしスリーブ位置(S)は共にマイナス側に変化していく。
【0133】
そして、符号カで示すように、実トロイダルレシオ(Rtr)が、切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)より手前の増速側の所定トロイダルレシオ(Rta)に到達した時点t1において、変速比のフィードバック制御が停止されると共に、パルス数(N)ないしスリーブ位置(S)が、符号キで示すように、その時点t1における所定パルス数(Na)及び所定スリーブ位置(Sa)に固定される。このパルス数(N)等の固定は、時点t1から所定時間Taが経過するまで続けられる。
【0134】
ここで、上記所定トロイダルレシオ(Rta)は、図17に示すように、t1の時点で変速機構20,30を通過するトルク(Tr1)に応じて補正され、該トルク(Tr1)がゼロでパワーローラ23,33の傾転慣性が生じないときは、理論値としての切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)とされるが、上記トルク(Tr1)が大きくなり、したがってパワーローラ23,33の傾転慣性が大きくなるに伴って、より増速側の値に設定される。これにより、パワーローラ23,33は慣性により減速側への傾転を続けたのち停止し、その結果、符号クで示すように、時点t1よりのちの時点txにおいて、実トロイダルレシオ(Rtr)が切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)に到達して、該レシオ(Rtm)で安定する。そして、少なくとも、モードの切換えが終了して再び通常の変速比のフィードバック制御が再開される時点t4が過ぎるまでは、実トロイダルレシオ(Rtr)が上記切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)に安定に固定するように、前進用ステップモータ251へのパルス制御が行われる。これにより、著しい変速比変動及び切換えショックの発生しない円滑なクラッチ60,70の掛け替えが実現することになる。
【0135】
これに対し、実トロイダルレシオ(Rtr)が切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)に到達するまで、符号ケで示すように、パルス数(N)ないしスリーブ位置(S)をマイナス側にフィードバック制御し続け、そして、実トロイダルレシオ(Rtr)が切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)に到達してから、その制御を停止したのでは、符号コで示すように、実トロイダルレシオ(Rtr)が切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)を越えてさらに減速側に行き過ぎ、その結果、変速比が切換ポイント変速比からずれて、クラッチ60,70の掛け替え時に不快なショックが発生したり、又は、符号サで示すように、エンジン回転数(Ne)が不必要に上昇したりするのである。
【0136】
なお、実トロイダルレシオ(Rtr)が所定トロイダルレシオ(Rta)に到達した時点t1における上記所定パルス数(Na)及び所定スリーブ位置(Sa)は、すなわち、上記伝達トルク(Tr1)のもとで所定トロイダルレシオ(Rta)を実現させることのできるパルス数(N)及びスリーブ位置(S)であるということができるが、さらに、前述の図11で説明したトラクション力に起因して発生する目標値からのずれ現象も加味されている。
【0137】
さらに、このt1の時点で、ハイモードHFに切り換わった後に時点t4から再開される変速比のフィードバック制御で用いられるその再開始時の目標トロイダルレシオ(Rtb)が算出される。その場合にも、前述の図11で説明したトラクション力に起因して発生する目標値からのパルス数ないしスリーブ位置のずれ現象が加味される。
【0138】
一方、実トロイダルレシオ(Rtr)が所定トロイダルレシオ(Rta)に到達した時点t1で、ロークラッチ用デューティ率DLが0%(DL2)とされ、ハイクラッチ用デューティ率DHが所定デューティ率(DH2)に設定される。これにより、ロークラッチ60が開放され始める一方、ハイクラッチ70が締結され始める。すなわち、実トロイダルレシオ(Rtr)が所定トロイダルレシオ(Rta)に到達したことをもってクラッチ60,70の掛け替え動作が開始されるのである。
【0139】
ここで、パルス数(N)ないしスリーブ位置(S)が時点t1における所定パルス数(Na)及び所定スリーブ位置(Sa)に固定され続ける上記所定時間Taは、実質的に、このクラッチ60,70の掛け替え動作の開始に伴い、ロー、ハイの両クラッチ60,70ともが、符号タで示すように、締結状態となるのに要する時間とされている。そして、ロー、ハイの両クラッチ60,70ともが締結状態となったときには、パルス数(N)ないしスリーブ位置(S)の如何に拘らず、トロイダルレシオは切換えポイントトロイダルレシオ(Rtm)に堅持される。したがって、t1の時点で実トロイダルレシオ(Rtr)が所定トロイダルレシオ(Rta)に到達さえすれば、あとはクラッチ60,70の掛け替え動作の開始によってトロイダルレシオが切換えポイントトロイダルレシオ(Rtm)に安定的に保持されるから、もはやパルス数(N)等のフィードバック制御は行う意味がなく、それゆえt1の時点で該フィードバック制御が停止されて、パルス数(N)等が上記所定パルス数(Na)等に固定されるのである。
【0140】
なお、図18に示すように、上記所定時間Taは、油温が高いほど短くなるように設定される。これは、油温が高いときは作動油ないし潤滑油の粘性が低く、締結側摩擦要素(この場合はハイクラッチ70)の締結動作が応答性よく進行すると共に、また実トロイダルレシオ(Rtr)が切換えポイントトロイダルレシオ(Rtm)に速やかに到達するからである。これにより、このモード切換えに要する制御時間の短縮化が図られる。
【0141】
そして、上記所定時間Taが経過した時点t2以降は、ハイクラッチ用デューティ率DHが100%のデューティ率(DH3)に向けてさらに高められる。これにより、ロー、ハイの両クラッチ60,70ともが締結状態となった状態から、ロークラッチ60の開放動作及びハイクラッチ70の締結動作がさらに進むことになる。すなわち、ローモードからハイモードへの移行が開始されるのである。
【0142】
このとき、時点t2から時点t3までの第2所定時間Tbが経過する間に、パルス数(N)ないしスリーブ位置(S)のフィードフォワード(F/F)制御が実行される。すなわち、時点t1におけるトルク(Tr1)をモード切換え前のローモードLFでのトルクとし、時点t2におけるトルク(Tr2)をモード切換え後のハイモードHFでのトルクとして、前述の図11を参照して説明したように、両モードLF,HFで切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)が保持実現するように、そのRtm実現パルス数N1,N2の偏差Δnだけステップモータ251に対するパルス数(N)を修正するのである。ここで、Rtm実現パルス数の算出には、前述の特性近似式f1〜f4が用いられ、特に、この場合は、ローモードLF、正駆動状態でのRtm実現パルス数N1の算出に特性近似式f1が、またハイモードHF、正駆動状態でのRtm実現パルス数N2の算出に特性近似式f2が用いられる。
【0143】
これにより、符号チで示すように、パルス数(N)は第2所定時間Tbの間にフィードフォワード制御によって応答性よく速やかに偏差Δnだけ増速側にプラスされる。したがって、ロー、ハイの両クラッチ60,70ともが締結状態となった状態からハイモードへの移行が開始され、その結果、パワーローラ23,33が前述のトラクション力T2,T2によって増速方向にオフセットした位置から、反対方向に作用するトラクション力T1,T1によって減速方向にオフセットした位置へ移動することになっても、符号ツで示すように、著しいトロイダルレシオないしユニットレシオの変動が起こらず、不快なショックの発生が抑制されることになる。
【0144】
これに対し、符号テで示すように、パルス数(N)をハイモードへの移行の開始前と同じ値に固持したときには、パワーローラ23,33のオフセット方向の反転に起因する、符号トで示すようなトロイダルレシオの減速方向への変動を回避できず、その結果、変速比が切換ポイント変速比からずれて不快な切換ショックが発生したり、又は、符号ナで示すように、エンジン回転数(Ne)がここでもまた不必要に上昇したりするのである。
【0145】
なお、このパルス数の偏差Δnは、換言すれば、現状の実トロイダルレシオである切換ポイントトロイダルレシオ(Rtm)と、ハイモードHFに切り換わった後に時点t4から再開される変速比のフィードバック制御で用いられる目標トロイダルレシオ(Rtb)との間の差分(Δr)を修正するものである。
【0146】
一方、時点t2から時点t3までの第2所定時間Tbが経過する間、エンジン1の点火時期(Ig)が所定量ΔIgだけリタードされて、入力トルクの低減が図られる。その場合に、上記リタード量ΔIgは、図19に示すように、時点t2における入力トルク(Tr2)に応じて補正され、該トルク(Tr2)が大きくなるほど、リタード量ΔIgが大きく、つまりトルクダウン量が大きくなるように設定される。これにより、ハイクラッチ70の締結ショックが抑制されるばかりでなく、その締結動作の進行に伴うトルク変動が抑制され、したがってパワーローラ23,33のオフセット反転量も低減されて、モード切換えショックがより一層確実に低減されることになる。
【0147】
そして、第2所定時間Tbが経過し、時点t3に至った以降は、パルス数(N)のフィードバック制御は依然として停止される一方、オンオフソレノイドバルブ213がオフとされる。これにより、フェールセーフバルブ212のスプールが左側に移動して、ロークラッチライン274が該バルブ212のドレインポート212bに連通する。それゆえ、符号ハで示すように、ロークラッチ圧がこのドレインポート212bから速やかに排出され、ロークラッチ60が早期に完全開放状態となって、切り換わり後のハイモードHFにおける変速比のフィードバック制御を早期に実行することが可能となる。
【0148】
これに対し、オンオフソレノイドバルブ213がオンのままであると、ロークラッチ圧がデューティソレノイドバルブ271のデューティ率により排出されることになり、符号ヒで示すように、遠心残圧等が残って、ハイモードHFが完全に実現するのに時間がかかることになる。
【0149】
そして、時点t2からの所定値Tcが経過した段階で、ハイクラッチ70が完全締結され、ロークラッチ60が完全解放されたハイモードHFに完全に切り換わり、上記トロイダルレシオ(Rtb)を目標とする変速比のフィードバック制御が再開されることになる。
【0150】
次に、以上の制御動作を図20以下のフローチャートに沿って説明する。まず、ステップS1からS17までは時点t1に至るまでの制御動作である。
【0151】
まずステップS1で、図7に示す各センサやスイッチ301〜308からの信号に基づき、現時点における車速、エンジン1のスロットル開度、選択されているレンジ、実トロイダルレシオ、油温等の各種の状態量を検出したうえで、ステップS2において入力トルクTrを推定する。この入力トルクTrの推定はエンジン回転数や吸入空気量等から周知の方法により求められる。次いでステップS3でエンジン点火時期タイミングIgを設定する。この点火時期タイミングIgもまたエンジン回転数や吸入空気量等から周知の方法により求められる。
【0152】
次いでステップS4で上記入力トルクTrに応じてモード切換判定レシオ(所定トロイダルレシオ)Rtaを設定する。その場合に、モード切換判定レシオRtaは、前述の図17に示すように、入力トルクTrが大きいほど小さい値(増速側の値)に求められる。
【0153】
次いでステップS5で実トロイダルレシオRtrが上記モード切換判定レシオRtaよりも大きいか否かを判定する。その結果、大きくないとき、つまり実トロイダルレシオRtrがモード切換判定レシオRtaより増速側であるときは、ステップS6に進んで、上記入力トルクTrの値を第1トルク値Tr1とする。
【0154】
次いでステップS7でトロイダルレシオの目標値Rtoをモード切換理論値(切換ポイントトロイダルレシオ)Rtmとし、ステップS8、S9でハイクラッチデューティ率DHを第1デューティ率DH1(0%)とし、ロークラッチデューティ値DLを第1デューティ率DL1(100%)とし、さらにステップS10でオンオフソレノイドバルブ213に対する指示値をオンとする。
【0155】
次いでステップS11では、まず変速線図に基づいて目標ユニットレシオRuoないし目標トロイダルレシオRtoを設定したのち、該目標トロイダルレシオRtoに対する実トロイダルレシオRtrの偏差ΔRtを算出する。
【0156】
ステップS12では、入力トルク、変速比、走行モード、及びレンジに応じて、PID制御の指数Qにおける比例項ゲイン(変速比制御におけるフィードバックゲイン)Gを設定する。この比例項ゲインGは、トルクが大きいほど、またトロイダルレシオがGNレシオ(Rtn)に近いほど小さい値に設定される。さらに、走行モードがローモードLF,LRであるときはハイモードHFであるときに比べて小さい値に設定され、またレンジが後退レンジLrであるときは前進レンジであるときに比べて小さい値に設定される。
【0157】
ステップS13では、まず次式に比例項ゲインGを代入してPID制御指数Qを算出する。
【0158】
【数5】
Figure 0004253891
ここで、Hは積分項ゲイン、及びIは微分項ゲインである。
【0159】
次いで、予め図22に示すように設定されたマップに基づいて、算出した指数Qに応じたステップモータ251,252に出力する制御信号のパルス数偏差ΔNを求める。
【0160】
ここで、上記マップでは、指数Qの絶対値が大きくなるほどパルス数偏差ΔNも大きくなるように設定されている。また、指数Qが正のとき(実トロイダルレシオが目標トロイダルレシオよりも大きいとき)には、パルス数偏差ΔNを正として、パルス数Nを増加させ、これにより実トロイダルレシオを小さくし、逆に、指数Qが負のとき(実トロイダルレシオが目標トロイダルレシオよりも小さいとき)には、パルス数偏差ΔNを負として、パルス数Nを減少させ、これにより実トロイダルレシオを大きくするように設定されている(図8参照)。
【0161】
そして、ステップS14〜S17において、ステップモータ251、デューティソレノイドバルブ271,272、オノフソレノイドバルブ213、及びエンジン1の点火時期をそれぞれ制御することにより、前述したような時点t1までの制御動作が得られる。
【0162】
一方、ステップS5で実トロイダルレシオRtrがモード切換判定レシオRtaに到達したときには、該ステップS5からステップS18に進む。この場合のステップS1からS5及びS18からS24及びS14からS17までの動作は時点t1から時点t2に至るまでの制御動作である。
【0163】
ステップS18で実トロイダルレシオRtrがモード切換判定レシオRtaに到達した直後に限り、第1タイマーtim1をセットする。そして、ステップS19で該タイマーtim1が第1所定期間Taを過ぎたか否かが判定される。その結果、まだ第1所定期間Taを過ぎていないとき、つまり時点t2に至るまでは、ステップS20で入力トルクTrの値を第2トルク値Tr2とする。
【0164】
また、ステップS21でステップモータ251に対するパルス数偏差ΔNとして0を代入し、次いでステップS22、S23でハイクラッチ用デューティ率DHを所定の棚圧である第2デューティ率DH2とし、またロークラッチ用デューティ率DLを0%である第2デューティ率DL2とする。さらにステップS24でオンオフソレノイドバルブ213に対する指示値をオンとする。
【0165】
そして、ステップS14〜S17において、ステップモータ251、デューティソレノイドバルブ271,272、オノフソレノイドバルブ213、及びエンジン1の点火時期をそれぞれ制御することにより、前述したような時点t1から所定時間Taが経過する時点t2までの制御動作が得られる。
【0166】
一方、ステップS19で第1タイマーtim1が第1所定期間Taを過ぎたときは、該ステップS19からS25に進む。この場合のステップS1からS5及びS18,S19及びS25からS32及びS14からS17までの動作は時点t2から時点T3に至るまでの制御動作である。
【0167】
ステップS25では、第1所定時間Taが経過した直後に限り、上記第1、第2トルク値Tr1,Tr2をそれぞれ前述の特性近似式f1,f2に代入し、パルス数N1,N2、及びその偏差Δnを求める。次いで、ステップS26で、同じく第1所定時間Taが経過した直後に限り、第2タイマーtim2をセットする。
【0168】
そして、ステップS27で、該第2タイマtim2が第2所定時間Tbを過ぎたか否かを判定し、まだ過ぎていないとき、つまり時点t2から時点t3までの間は、ステップS28に進んで、この第2所定時間Tbの間に上記パルス数偏差Δnだけ三層弁220のスリーブ222が移動するように、ステップモータ251への出力信号のパルス数偏差ΔNを設定する。
【0169】
次いで、ステップS29でオンオフソレノイドバルブ213に対する指示値をオンとし、またステップS30で点火時期Igを所定値ΔIgだけリタードしてトルクダウンを図る。
【0170】
次いで、ステップS31でロークラッチデューティ率DLを第2デューティ率DL2とし、またステップS32でハイクラッチデューティ率DHとして、上記第2所定時間Tb及び次の第3所定時間の間に、該ハイクラッチデューティ率DHが上記第2デューティ率DH2から第3デューティ率DH3まで変化するような値に設定する。ここで、この第3デューティ率DH3の値は100%とされている。
【0171】
そして、ステップS14〜S17において、ステップモータ251、デューティソレノイドバルブ271,272、オノフソレノイドバルブ213、及びエンジン1の点火時期をそれぞれ制御することにより、前述したような時点t2から所定時間Tbが経過する時点t3までの制御動作が得られる。
【0172】
一方、上記ステップS27で、第2所定時間Tbが経過したと判定されたときは、該ステップS27からS33に進み、ここで第2タイマーtim2が上記第2所定時間Tbと第3所定時間Tcとの和以上に大きいか否かが判定される。そして、NOのとき、つまり時点t3から時点T4の間は、ステップS34に進み、ここで、再びパルス数偏差ΔNが0とされ、また、ステップS35でオンオフソレノイドバルブに対する指示信号としてOFFが設定される。
【0173】
以上の制御により、前述したような時点t3から所定時間Tcが経過する時点t4までの制御動作が得られる。
【0174】
そして、第3所定時間Tcも経過して時点t4に至ったのちは、上記ステップS33でNOと判定されて、該ステップS33からS36に進む。そして、該ステップS36でハイクラッチデューティ率DHが100%の第3デューティ率DH3が代入され、またステップS37でロークラッチデューティ率DLが0%の第2デューティ率DL2に維持される。
【0175】
これにより、ハイクラッチ70が完全締結状態となり、モードが完全にハイモードに切り換わる時点t4以降の制御動作が得られ、変速比の通常のフィードバック制御が再開されて、走行状態に応じた変速比制御が実行されることになる。
【0176】
なお、以上においては、第1所定時間Taを油温によって補正し、且つステップS19でこれを第1タイマーtim1により計時するようにしたが、これに代えて、ローモードクラッチ60とハイモードクラッチ70の両方が締結状態になったか否かを判定するものとして、締結側摩擦要素の油圧が所定値以上に高くなった時点をt2としてもよい。
【0177】
さらに、両クラッチ60,70の入、出力側回転部材60a,60b;70a,70b(図1参照)間の回転のスリップ量がともに所定値以下となったときに、三層弁220のスリーブ222をパルス数偏差Δnだけ移動させるようにしてもよい。
【0178】
その場合は、図1及び図7に示したように、セカンダリシャフト13の回転数を検出する出力軸回転数センサ310を設け、このセンサ310でセカンダリシャフト13の回転数を検出すると共に、入、出力回転数センサ307,308で入、出力ディスク21,22の回転数を検出する。
【0179】
例えば、ロークラッチ60のスリップ量SLP(60)は、その入力側回転部材60aの回転数W(60a)と出力側回転部材60bの回転数W(60b)とから次式のように表される。
【0180】
【数6】
Figure 0004253891
ここで、ロークラッチ60の入力側回転部材60aの回転数W(60a)は、入力ディスク21の回転数W(21)と、ローモードギヤ列80の第1ギヤ81及び第2ギヤ82の歯数Z(81),Z(82)とから次式に従って算出することができる。
【0181】
【数7】
Figure 0004253891
また、ロークラッチ60の出力側回転部材60bの回転数W(60b)は、出力ディスク22の回転数W(22)と、遊星歯車機構50のサンギヤ52及びインターナルギヤ53の歯数Z(52),Z(53)と、ハイモードギヤ列90の第1ギヤ91及び第2ギヤ92の歯数Z(91),Z(92)と、セカンダリシャフト13の回転数W(13)とから次式に従って算出することができる。
【0182】
【数8】
Figure 0004253891
各歯数Zは予め諸元により分かっているから、結局、ロークラッチ60のスリップ量SLP(60)は、セカンダリシャフト13の回転数W(13)と、入、出力ディスク21,22の回転数W(21),W(22)とから算出できることになる。
【0183】
一方、同様に、ハイクラッチ70のスリップ量SLP(70)は、その入力側回転部材70aの回転数W(70a)と出力側回転部材70bの回転数W(70b)とから次式のように表される。
【0184】
【数9】
Figure 0004253891
ここで、ハイクラッチ70の入力側回転部材70aの回転数W(70a)は、出力ディスク22の回転数W(22)と、ハイモードギヤ列90の第1ギヤ91及び第2ギヤ92の歯数Z(91),Z(92)とから次式に従って算出することができる。
【0185】
【数10】
Figure 0004253891
そして、ハイクラッチ70の出力側回転部材70bの回転数W(70b)は、セカンダリシャフト13の回転数W(13)であり、各歯数Zは予め諸元により分かっているから、結局、ハイクラッチ70のスリップ量SLP(70)は、セカンダリシャフト13の回転数W(13)と、出力ディスク22の回転数W(22)とから算出できることになる。
【0186】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、無段変速機構を備えたパワートレインにおいて、動力伝達経路の切換時に、その切換えに伴う変速比の変動が抑制されるから、切換前後に渡って安定して変速比を狙いの変速比に維持することができ、走行モードを切り換える際の不快なショックの発生が有効に解消される。本発明は例えばトロイダル式無段変速機構を備えたパワートレインに好ましく適用可能で、車両産業一般に広く用いられ得る。
【0187】
【従来の技術】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係るトロイダル式無段変速機の機械的構成を示す骨子図である。
【図2】 同変速機の要部の具体的構造を展開状態で示す平面図である。
【図3】 図2のA−A線に沿う断面図である。
【図4】 同変速機の油圧制御の回路図である。
【図5】 図3のB方向からみた変速制御用三層弁の周辺の部分断面図である。
【図6】 図3のC方向からみた変速制御機構周辺の部分断面図である。
【図7】 パワートレイン全体の制御システムを示すブロック図である。
【図8】 ステップモータのパルス数とトロイダルレシオとの関係を示す特性図である。
【図9】 ステップモーターのパルス数とユニットレシオとの関係を示す特性図である。
【図10】 循環トルクの説明図である。
【図11】 ステップモータのパルス数とトルクとの関係を示す特性図である。
【図12】 ユニットレシオとトロイダルレシオとの関係を示す特性図である。
【図13】 前進ローモードで用いられる変速線図である。
【図14】 前進ハイモードで用いられる変速線図である。
【図15】 後退ローモードで用いられる変速線図である。
【図16】 正駆動状態でローモードからハイモードへの切換制御動作のタイムチャートである。
【図17】 同制御で用いられるトルクとモード切換え開始判定用トロイダルレシオとの関係を示すマップである。
【図18】 同制御で用いられる油温と第1所定時間との関係を示すマップである。
【図19】 同制御で用いられるトルクとリタード量との関係を示すマップである。
【図20】 同制御動作の一部を示すフローチャートである。
【図21】 同じく一部を示すフローチャートである。
【図22】 同制御動作で用いられる指数と、ステップモータへ出力する制御信号のパルス数との関係を示すマップである。
【図23】 同制御動作の一部を示すフローチャートである。
【図24】 同じく一部を示すフローチャートである。
【図25】 同じく一部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 エンジン
10 パワートレイン
20,30 無段変速機構
50 遊星歯車機構(歯車機構)
60 ロークラッチ(摩擦要素)
70 ハイクラッチ(摩擦要素)
200 油圧制御回路
251,252 ステップモータ(変速比制御手段)
271 ロークラッチ用デューティソレノイドバルブ(経路切換手段)
272 ハイクラッチ用デューティソレノイドバルブ(経路切換手段)
300 コントロールユニット(切換制御手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle power train, and more particularly to a power train control device using a continuously variable transmission mechanism, and belongs to the technical field of vehicle drive devices.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a power train mounted on a vehicle using a continuously variable transmission mechanism has been put into practical use. Japanese Patent Laid-Open No. 9-210191 discloses a typical example. The powertrain has a toroidal-type continuously variable transmission mechanism and a planetary gear mechanism. As a power transmission path between the engine and the drive wheels, the first path that passes through both these mechanisms and the continuously variable transmission mechanism only. And a second route to Power is transmitted between the engine and the drive wheels using either one of the first and second paths by selectively fastening the friction elements for achieving each path.
[0003]
In this case, by controlling the continuously variable transmission mechanism to a predetermined speed ratio with the first path selected, a geared neutral state in which the output rotation to the drive wheel side becomes zero is obtained. By increasing or decreasing the speed ratio of the continuously variable transmission mechanism from the state, a forward state or a reverse state having a relatively low final speed ratio as a power train is realized (low mode). On the other hand, in a state where the second path is selected, a forward state with a relatively high gear ratio is realized (high mode) in which the final gear ratio as the power train changes only in accordance with the gear ratio of the continuously variable transmission mechanism.
[0004]
Generally, in a toroidal-type continuously variable transmission mechanism, the transmission ratio of the continuously variable transmission mechanism is increased in the deceleration direction in order to keep the width of tilting of the power roller interposed between the input and output disks within the smallest possible range. In the low mode, the final speed ratio of the power train is reduced in the speed increasing direction, and in the high mode, the speed ratio is increased in the decelerating direction. Therefore, some speed ratios on the deceleration side of the continuously variable transmission mechanism can achieve the same final speed ratio in both the low mode and the high mode. When the speed ratio is at this point, the low mode and the high mode Is switched, the final gear ratio does not fluctuate significantly before and after the mode switching, and the switching shock is suppressed.
[0005]
The above publication discloses that both the friction element for achieving the low mode and the friction element for achieving the high mode are both brought into the engaged state during the mode switching operation. By engaging both the friction elements, the transmission gear ratio is firmly maintained at the switching point, and the switching shock is reliably avoided.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, for example, in the case of the toroidal-type continuously variable transmission mechanism disclosed in the above publication, the gear ratio control is generally performed by tilting the power roller interposed between the input disk having the toroidal surface and the output disk with respect to both disks. This is done by controlling. By controlling the position of the power roller with respect to the disk, the roller inclines in an opposite direction and tilts by a predetermined angle in response to the rotation of the output disk. Position control of the roller with respect to the disk is performed by hydraulic control with respect to the support member of the roller, and the hydraulic control is executed through, for example, sleeve position control of a three-layer valve or pulse number control of a step motor that moves the sleeve. Is done.
[0007]
At this time, the gear ratio of the continuously variable transmission mechanism and the sleeve position of the three-layer valve or the pulse number of the step motor theoretically correspond one-on-one. Therefore, when the target gear ratio is set, the sleeve position of the three-layer valve, the number of pulses of the step motor, and the like for realizing it are determined in advance.
[0008]
However, deformation of the toroidal disk surface and rollers due to the torque passing through the continuously variable transmission mechanism, or dragging of the rollers due to the rotational force of the disk occurs, and in reality, a control signal with the same number of pulses is output to the step motor. However, different gear ratios may be obtained, or the number of pulses for realizing the same target gear ratio may be different. Such a deviation from the theoretical value of the gear ratio not only becomes more noticeable as the torque increases, but also the direction of deviation reverses depending on the direction of torque passage, for example, continuously variable transmission between low mode and high mode. When the transmission direction of the torque passing through the mechanism is reversed, the gear ratio is shifted in the speed increasing direction, but at the same time the mode is changed, it is changed to a shift in the deceleration direction all at once. As a result, when shifting from the low mode state to the high mode state after both the friction elements are fastened together, a significant change in the gear ratio occurs, and an unpleasant shock occurs here.
[0009]
The present invention addresses the above problems when switching between a low mode and a high mode having different power transmission paths, and reliably suppresses fluctuations in the gear ratio during the switching operation. The problem is to eliminate the problem.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention uses the following means.
[0011]
  First, the invention according to claim 1 of the present application includes a first path that passes through the continuously variable transmission mechanism and the gear mechanism, and a second path that passes only through the continuously variable transmission mechanism. Route switching means for selectively switching these routes is provided.In addition, the continuously variable transmission mechanism has an input disk and an output disk, a power roller interposed between the two disks, and a trunnion that supports the power roller.A powertrain control device,The tilt angle of the power roller with respect to the input disk and the output disk is controlled by controlling the position of the trunnion with respect to the input disk and the output disk.Transmission ratio control means for controlling the transmission ratio of the continuously variable transmission mechanism;Torque detecting means for detecting torque;the aboveRouteThe speed ratio control means is configured to suppress a change in speed ratio accompanying the switching when the path is switched by the switching means.Position control amount of the above trunnion bySwitching control means for controllingThe switching control unit increases the correction amount of the trunnion position control amount to the deceleration side or the acceleration side as the torque detected by the torque detection unit increases.It is characterized by that.
[0012]
According to the present invention, when the driving mode is switched, the change in the gear ratio accompanying the switching is suppressed, so that an unpleasant shock is generated even when the mode transitions from low to high or from high to low. Is reduced.
[0014]
  Also,According to the present invention, since the gear ratio control amount is corrected according to the torque, for example, even when the torque is large and a deviation from the theoretical value of the gear ratio becomes significant, the deviation or fluctuation is not detected. Suppressed sufficiently effectively.
[0015]
  Next, the claim2The invention according to claim 1 is the invention according to claim 1,the aboveThe switching control means is configured to switch between the first path and the second path and when switching from the second path to the first path.Correction of the above-mentioned trunnion position control amountIt is characterized by reversing the direction.
  The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the switching control means is configured such that when the vehicle is driven by an engine in a positive drive state and when the engine is running inertia of the vehicle. In the reverse drive state driven by the above, the correction direction of the trunnion position control amount is reversed.
[0016]
  Claim 2According to the invention, for example, the transmission direction of the torque passing through the continuously variable transmission mechanism is reversed between the low mode and the high mode, and as a result, the shift direction of the speed ratio is reversed between the speed increasing side and the speed reducing side. Can handle the situation appropriately.
  According to the third aspect of the present invention, for example, the transmission direction of the torque passing through the continuously variable transmission mechanism is reversed between the forward drive state and the reverse drive state. It is possible to appropriately deal with situations where the situation is reversed with the other side.
[0017]
  Next, the invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the friction element and the second path that achieve the first path by being fastened respectively are provided. A friction element to achieve,the aboveThe path switching means is configured to perform path switching by selectively fastening one of the friction elements through a state in which both the friction elements are fastened together,the aboveThe switching control means is the aboveRouteBy switching meansAfter a predetermined time has elapsed since the start of the path switching, the position control amount of the trunnion by the speed ratio control meansIt is characterized by controlling.
[0018]
According to the present invention, since the switching of the route passes through the state in which the friction elements for achieving the first and second routes are both fastened, the speed change ratio is maintained at the switching point during that time, and the switching shock is surely achieved. To be avoided.
[0019]
Since the gear ratio control means is controlled when both the friction elements are engaged, the gear ratio does not fluctuate during the control of the gear ratio control means. The gear ratio control means can be controlled, and after that, when the mode transition starts, the target gear ratio is realized.
[0021]
  Also,Specifically, according to the present invention, it is possible to determine whether or not both friction elements are in an engaged state by measuring time.
[0022]
  Next, the claim5The invention described in claim 14In the invention described inthe aboveThe switching control means, when the fastening hydraulic pressure of the fastening side friction element becomes a predetermined value or more,Position control amount of the trunnion by the transmission ratio control meansIt is characterized by controlling.
[0023]
According to the present invention, more specifically, it can be determined whether or not both friction elements are in a state of being fastened together, depending on the progress of the fastening operation of the fastening side friction elements.
[0024]
  Next, the claim6The invention described in claim 14In the invention described inthe aboveThe switching control means, when both the engagement side friction element input, the differential rotation of the output rotation member, and the release side friction element input, the differential rotation of the output rotation member are both below a predetermined value,Position control amount of the trunnion by the transmission ratio control meansIt is characterized by controlling.
[0025]
More specifically, according to the present invention, it is possible to determine whether or not both friction elements are in a state of being fastened together with almost no slip amount of both friction elements.
[0026]
  Next, the claim7The invention according to claim 4 is provided with torque reduction means for reducing torque in the invention according to claim 4,the aboveThe switching control means is arranged so that the torque decreases when the fastening side friction element is fastened.torqueThe lowering means is controlled.
[0027]
According to this invention, the engagement shock of the engagement side friction element is reduced, and in addition, the degree of deviation from the theoretical value of the transmission ratio is suppressed.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail through embodiments of the invention.
[0031]
As shown in FIGS. 1 and 2, the power train 10 according to the present embodiment includes an input shaft 11 connected to the output shaft 2 of the engine 1 via a torsional damper 3, and an idle outside the shaft 11. It has a fitted hollow primary shaft 12 and a secondary shaft 13 arranged in parallel to these shafts 11 and 12, and these shafts 11 to 13 all extend in the lateral direction of the vehicle. Has been placed.
[0032]
In addition, on the axes of the input shaft 11 and the primary shaft 12, the toroidal first and second continuously variable transmission mechanisms 20 and 30 and a loading that enables transmission of power by applying axial loads thereto. A cam mechanism 40 is disposed, and a planetary gear mechanism 50, a low clutch 60, and a high clutch 70 are disposed on the axis of the secondary shaft 13. Further, a low mode gear train 80 and a high mode gear train 90 are interposed between the axis of the input shaft 11 and the primary shaft 12 and the axis of the secondary shaft 13.
[0033]
The first and second continuously variable transmission mechanisms 20 and 30 have substantially the same configuration, and both have input disks 21 and 31 and output disks 22 and 32 whose opposing surfaces are toroidal surfaces. Two power rollers 23 and 33 for transmitting power between the disks 21 and 22 and between the disks 32 and 32 are provided between the opposing toroidal surfaces.
[0034]
The first continuously variable transmission mechanism 20 disposed farther from the engine 1 has the input disk 21 disposed on the non-engine side, the output disk 22 disposed on the engine side, and disposed closer to the engine 1. In the second continuously variable transmission mechanism 30, the input disk 31 is disposed on the engine side and the output disk 32 is disposed on the non-engine side, and the input disks 21 and 31 of both the transmission mechanisms 20 and 30 are disposed at both ends of the primary shaft 12. The output disks 22 and 32 are integrated with each other and are rotatably supported by the intermediate portion of the primary shaft 12.
[0035]
Further, a first gear 81 constituting the low mode gear train 80 is coupled to the end of the input shaft 11 on the side opposite to the engine, and between the first gear 81 and the input disk 21 of the first continuously variable transmission mechanism 20. The loading cam mechanism 40 is interposed, and the high mode gear train 90 is formed on the outer periphery of the output disks 22 and 32 integrated with the first and second continuously variable transmission mechanisms 20 and 30. One gear 91 is provided.
[0036]
On the other hand, a second gear 82 constituting the low mode gear train 80 is rotatably supported at the end of the secondary shaft 13 on the non-engine side, and is connected to the first gear 81 via an idle gear 83. At the same time, the planetary gear mechanism 50 is disposed at an intermediate portion of the secondary shaft 13. A low clutch 60 that connects or disconnects the pinion carrier 51 of the planetary gear mechanism 50 and the second gear 82 of the low mode gear train 80 is interposed.
[0037]
Further, a second gear 92 constituting a high mode gear train 90 is rotatably supported on the engine side of the planetary gear mechanism 50, and the output disks 22, 30 in the first and second continuously variable transmission mechanisms 20, 30 are supported. The second gear 92 and the sun gear 52 of the planetary gear mechanism 50 are connected to each other, and the internal gear 53 of the planetary gear mechanism 50 is further engaged with the first gear 91 provided on the outer periphery of the planetary gear mechanism 32. It is coupled to the secondary shaft 13. A high clutch 70 that connects or disconnects the second gear 92 of the high mode gear train 90 and the secondary shaft 13 is interposed on the engine side of the planetary gear mechanism 50.
[0038]
Further, a differential device 5 is connected to an end of the secondary shaft 13 on the engine side via an output gear train 4 including first and second gears 4a and 4b and an idle gear 4c. Drive shafts 6a and 6b extending from left to right are connected to left and right drive wheels (not shown).
[0039]
An oil pump 100 is disposed at the end of the input shaft 11 on the side opposite to the engine, and is driven by the input shaft 11 via the first gear 81 of the low mode gear train 80.
[0040]
Next, the configuration of the first and second continuously variable transmission mechanisms 20 and 30 will be described in more detail using the first continuously variable transmission mechanism 20 as an example.
[0041]
As shown in FIG. 3, the pair of power rollers 23 and 23 are supported by trunnions 25 and 25 via shafts 24 and 24 extending substantially in the radial direction of the input and output disks 21 and 22, respectively. , 22 on the circumference of the toroidal surfaces opposite to each other at 180 ° opposite to each other in a substantially horizontal position and vertically in parallel, and the two disks 21 and 22 are arranged at two locations 180 ° opposite to the circumferential surface. Each toroidal surface is in contact.
[0042]
The trunnions 25 and 25 are supported between the left and right support members 26 and 26 attached to the case 101 of the power train 10 and are tangential to both the disks 21 and 22 and the shafts of the power rollers 23 and 23. Rotation about a horizontal axis X, X perpendicular to 24, 24 and linear reciprocation in the X, X direction are possible. The trunnions 25, 25 are provided with rods 27, 27 extending sideways along the axial centers X, X. The rods 27, 27 are disposed on the side surface of the case 101. A shift control unit 110 that tilts the power rollers 23 and 23 via the trunnions 25 and 25 is attached.
[0043]
The speed change control unit 110 includes a hydraulic control unit 111 and a trunnion drive unit 112, and the trunnion drive unit 112 has a speed increase attached to each of the rods 27 and 27 of the upper and lower trunnions 25 and 25 so as to face each other. The pistons 113 and 114 for use and the speed reduction are arranged, and the speed increasing and speed reducing hydraulic chambers 115 and 116 are formed by the opposed pistons 113 and 114, respectively.
[0044]
For the trunnion 25 located above, the acceleration hydraulic chamber 115 is disposed on the power roller 23 side, the deceleration hydraulic chamber 116 is disposed on the counter-power roller 23 side, and the trunnion 25 located on the lower side. The acceleration hydraulic chamber 115 is disposed on the side opposite to the power roller 23, and the deceleration hydraulic chamber 116 is disposed on the power roller 23 side.
[0045]
The speed increasing hydraulic pressure PH generated by the hydraulic pressure control unit 111 is supplied to the speed increasing hydraulic pressure chambers 115, 115 of the upper and lower trunnions 25, 25 via the oil passages 117, 118, and the same hydraulic control is performed. The deceleration hydraulic pressure PL generated by the section 111 is supplied to the deceleration hydraulic chambers 116 and 116 of the upper and lower trunnions 25 and 25 via an oil passage (not shown), and the transmission mechanism is controlled by controlling the hydraulic pressures PH and PL. The gear ratios 20 and 30 are controlled.
[0046]
Here, the specific operation of the gear ratio control for the first continuously variable transmission mechanism 20 will be described. First, the hydraulic control unit 111 shown in FIG. 3 sets the speed increasing hydraulic chambers 115, 115 of the upper and lower trunnions 25, 25. When the supplied acceleration hydraulic pressure PH is set higher than a predetermined balanced state with respect to the deceleration hydraulic pressure PL supplied to the deceleration hydraulic chambers 116, 116, the upper trunnion 25 is On the right side, the lower trunnion 25 moves horizontally to the left side.
[0047]
At this time, assuming that the illustrated output disk 22 is rotating in the c direction, the upper power roller 23 receives a downward force from the output disk 22 due to the movement to the right, and the front side of the drawing. Thus, an upward force is received from the input disk 21 rotating in the anti-c direction. The lower power roller 23 receives an upward force from the output disk 22 and receives a downward force from the input disk 21 due to the leftward movement.
[0048]
As a result, the upper and lower power rollers 23, 23 are tilted so that the contact position with the input disk 21 moves outward in the radial direction and the contact position with the output disk 22 moves inward in the radial direction. The gear ratio of 20 becomes smaller (speed increase).
[0049]
Contrary to the above, the deceleration hydraulic pressure PL supplied to the deceleration hydraulic chambers 116, 116 of the upper and lower trunnions 25, 25 is the acceleration hydraulic pressure supplied to the acceleration hydraulic chambers 115, 115. When the height of the trunnion is relatively higher than the predetermined balance state with respect to PH, the upper trunnion 25 moves horizontally on the left side and the lower trunnion 25 moves horizontally on the right side. Therefore, the lower power roller 23 receives a downward force from the output disk 22 and an upward force from the input disk 21. As a result, the upper and lower power rollers 23, 23 are tilted so that the contact position with the input disk 21 moves inward in the radial direction and the contact position with the output disk 22 moves outward in the radial direction. The gear ratio of 20 increases (deceleration).
[0050]
The supply control of the acceleration and deceleration hydraulic pressures PH and PL by the hydraulic control unit 111 will be further described in the description of the hydraulic control circuit described later.
[0051]
The configuration and operation of the first continuously variable transmission mechanism 20 as described above are the same for the second continuously variable transmission mechanism 30. As shown in FIGS. 1 and 2, the input disks 21 and 31 of the first and second continuously variable transmission mechanisms 20 and 30 are provided at both ends of the hollow primary shaft 12 loosely fitted on the input shaft 11. Are respectively spline-fitted so that these input disks 21 and 31 always rotate in the same direction, and the output disks 22 and 32 of both transmission mechanisms 20 and 30 are integrated as described above. Therefore, the rotational speeds on the output side of both transmission mechanisms 20 and 30 are always the same. Therefore, the transmission ratio control of the first and second continuously variable transmission mechanisms 20 and 30 by the hydraulic control of the power rollers 23 and 33 as described above is also performed so that the transmission ratio is always kept the same.
[0052]
Next, a hydraulic control circuit of the power train 10 constituted by the shift control unit 110 and a clutch control unit 120 (see FIG. 3) attached to the lower part of the case 101 will be described.
[0053]
As shown in FIG. 4, the hydraulic control circuit 200 includes a regulator valve 202 that adjusts the pressure of the hydraulic oil discharged from the oil pump 100 to a predetermined line pressure and outputs it to the main line 201, and the main line 201. A relief pressure 204 that generates a predetermined relief pressure using the line pressure supplied from the engine as a source pressure and outputs the relief pressure to the relief pressure line 203, and a D range, an R range, an N range, and a P range by a driver switching operation. A manual valve 205 that enables selection is provided.
[0054]
Among these valves, the manual valve 205 communicates the main line 201 with the first and second output lines 206 and 207 in the D range and the first and third output lines 206 and 208 in the R range, respectively. In the N range and P range, the line pressure is cut off.
[0055]
The regulator valve 202 and the relief valve 204 are provided with a linear solenoid valve for line pressure control 209 and a linear solenoid valve for relief pressure control 210, respectively, and a constant pressure using the discharge pressure of the pump 100 as an original pressure. The linear solenoid valves 209 and 210 generate control pressures based on a constant pressure generated by the reducing valve 211, respectively.
[0056]
These control pressures are supplied to the control ports 202a and 204a of the regulator valve 202 and the relief valve 204, so that the line pressure and the relief pressure are respectively controlled by control signals output to the linear solenoid valves 209 and 210, respectively. Will be adjusted.
[0057]
Further, the constant pressure generated by the reducing valve 211 is also led to an on / off solenoid valve 213 that operates the fail-safe valve 212. The on / off solenoid valve 213 is normally turned on to supply the constant pressure to the control port 212a of the fail safe valve 212, thereby moving the spool of the valve 212 to the right side, while at the time of fail safe, etc. When the valve is turned off, the constant pressure is off-drained from the control port 212a of the fail-safe valve 212, thereby moving the spool of the valve 212 to the left.
[0058]
In addition, the hydraulic pressure control circuit 200 includes three forward speed generating pressures PH and deceleration hydraulic pressures PL for shifting control based on the line pressure and the relief pressure, respectively, at the time of forward movement and at the time of backward movement. A layer valve 220 and a reverse three-layer valve 230 and a shift valve 240 for selectively operating these three-layer valves 220 and 230 are provided.
[0059]
The position of the spool of the shift valve 240 is determined by whether or not the line pressure is supplied as a control pressure to the control port 240a at one end. When the line pressure is not supplied, the spool is positioned on the right side. The main line 201 is communicated with a line pressure supply line 241 that communicates with the forward three-layer valve 220. When the line pressure is supplied, the spool is positioned on the left side, and the main line 201 is connected with the reverse three-layer valve. It operates to communicate with a line pressure supply line 242 leading to 230.
[0060]
Here, the line pressure is supplied to the control port 240a of the shift valve 240 under normal conditions when the manual valve 205 is connected via the fail-safe valve 212 and the third output line 208 whose spool has moved to the right side. When it is located in the R range. On the other hand, even when the spool of the fail safe valve 212 is moved to the right side at the normal time, the line pressure is not supplied to the control port 240a of the shift valve 240 when the manual valve 205 is positioned in the D range. Further, at the time of fail safe, the spool of the fail safe valve 212 moves to the left side, and the shift valve 240 and the third output line 208 are shut off, so that even if the manual valve 205 is located in the R range, the shift valve 240 Line pressure is not supplied to the control port 240a.
[0061]
The three-layer valves 220 and 230 for forward movement and backward movement have the same configuration, and the sleeves 222 and 232 are fitted to the bores 221 and 231 so as to be movable in the axial direction. The spools 223 and 233 are respectively fitted so as to be movable in the direction, and both are accommodated in the valve body 111a of the hydraulic control unit 111 in the transmission control unit 110 shown in FIG.
[0062]
In addition, line pressure ports 224 and 234 to which line pressure supply lines 241 and 242 led from the shift valve 240 are connected are provided at the center of these three-layer valves 220 and 230, and both end portions are provided. Are provided with first and second relief pressure ports 225, 226, 235 and 236 to which the relief pressure line 203 is branched and connected respectively. Further, between the line pressure ports 224 and 234 and the first relief pressure ports 225 and 235, speed increasing pressure ports 227 and 237 are provided between the line pressure ports 224 and 234 and the second relief pressure ports 226 and 236, respectively. Between them, deceleration pressure ports 228 and 238 are respectively provided.
[0063]
The lines 243 and 244 led from the acceleration pressure ports 227 and 237 of the forward and backward three-layer valves 220 and 230, respectively, and the deceleration pressure ports 228 and 228 of the forward and backward three-layer valves 220 and 230, respectively. Lines 245 and 246 led from 238 are connected to the shift valve 240, and when the spool of the shift valve 240 is located on the right side, the acceleration pressure port 227 and the deceleration of the forward three-layer valve 220 are reduced. Lines 243 and 245 led from the pressure port 228 are connected to the acceleration line 247 and the deceleration line 248, respectively, and communicate with the acceleration hydraulic chambers 115 and 115 and the deceleration hydraulic chambers 116 and 116, respectively.
[0064]
Further, when the spool of the shift valve 240 is positioned on the left side, the lines 244 and 246 led from the acceleration pressure port 237 and the deceleration pressure port 238 of the reverse three-layer valve 230 are the acceleration line 247 and the deceleration line. The speed increasing hydraulic chambers 115 and 115 and the speed reducing hydraulic chambers 116 and 116 communicate with the line 248, respectively.
[0065]
Here, the operation of these three-layer valves 220 and 230 will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the directions of the three-layer valves 220 and 230 are opposite to those in FIG. 4. As shown in the drawing, when the sleeve 222 of the forward three-layer valve 220 moves relatively to the left side (in the direction of the arrow g), for example, from the state where the positional relationship between the sleeve 222 and the spool 223 is in the neutral position, the line pressure The degree of communication between the port 224 and the acceleration pressure port 227 and the degree of communication between the second relief pressure port 226 and the deceleration pressure port 228 are increased, and the sleeve 222 is relatively moved to the right (arrow h direction). Then, the degree of communication between the line pressure port 224 and the deceleration pressure port 228 and the degree of communication between the first relief pressure port 225 and the acceleration pressure port 227 are increased. Therefore, in the former case, the acceleration hydraulic pressure PH increases and the deceleration hydraulic pressure PL decreases, and in the latter case, the deceleration hydraulic pressure PL increases and the acceleration hydraulic pressure PH decreases.
[0066]
The above operation is the same for the reverse three-layer valve 230, and step motors 251 and 252 for operating the sleeves 222 and 232 of the three-layer valves 220 and 230 as described above are provided, respectively. It is connected to sleeves 222 and 232 of the forward and backward three-layer valves 220 and 230 through 253 and 254.
[0067]
In addition, a cam mechanism 260 that moves the spools 223 and 233 in the axial direction against the spring force of the springs 229 and 239 in accordance with the movement of the sleeves 222 and 232 by the step motors 251 and 252 is provided.
[0068]
As shown in FIGS. 5 and 6, the cam mechanism 260 has one end face formed as a spiral cam face 261 a and the end of the rod 37 of the trunnion 35 positioned above the second continuously variable transmission mechanism 30. Precise cam 261 attached to the part and one end side of spools 223, 233 of forward and backward three-layer valves 220, 230 are arranged in a direction orthogonal to these, and rotate to valve body 111a of hydraulic control part 111 A freely supported shaft 262, a driven lever 263 attached to one end portion of the shaft 262 and having a swing end abutting against the cam surface 261a of the recess cam 261, and a shaft 262 are also attached to The moving end engages with the notches 223a and 233a provided at one end of the spools 223 and 233 of the forward and backward three-layer valves 220 and 230. It is composed of a forward and driving lever 264, 265 for retracting that.
[0069]
Then, when the upper power roller 33 in the second continuously variable transmission mechanism 30 is tilted by the control of the acceleration hydraulic pressure PH and the deceleration hydraulic pressure PL, the trunnion 35 and the rod 37 positioned above are accordingly moved. By rotating integrally around the shaft center X, the recess cam 261 also rotates integrally therewith, and the driven lever 263 whose swing end abuts on the cam surface 261a swings a predetermined amount, and the shaft The forward and backward drive levers 264 and 265 are also oscillated by the same angle via the 262, and as a result, the spools 223 of the forward and backward three-layer valves 220 and 230 by an amount corresponding to the oscillating angle. 233 moves in the axial direction.
[0070]
Therefore, the positions of these spools 223, 233 are the tilt angles of the power roller 33 of the second continuously variable transmission mechanism 30 (and the power roller 23 of the first continuously variable transmission mechanism 20), in other words, the transmission mechanisms 20 thereof. , 30 at all times.
[0071]
Here, the control operation of the transmission ratio (toroidal ratio Rt) of the continuously variable transmission mechanisms 20 and 30 will be described taking forward travel as an example.
[0072]
First, the control pressures of the regulator valve 202 and the relief valve 204 are generated by the line pressure control linear solenoid valve 209 and the relief pressure control linear solenoid valve 210 in the hydraulic control circuit 200, and the line pressure corresponding to the control pressure is determined. A relief pressure is generated.
[0073]
Of these hydraulic pressures, the line pressure is supplied from the main line 201 to the line pressure port 224 of the three-layer valve 220 via the shift valve 240 and the line 241. The relief pressure is supplied to the first and second relief pressure ports 225 and 226 of the three-layer valve 220 via the line 203. Based on the line pressure and the relief pressure, the step-up motor 251 controls the three-layer valve 220 to increase the speed supplied to the speed increasing hydraulic chambers 115 and 115 and the speed reducing hydraulic chambers 116 and 116 of the speed change control unit 110, respectively. The differential pressure ΔP (= PH−PL) between the speed hydraulic pressure PH and the deceleration hydraulic pressure PL is controlled.
[0074]
As shown in FIG. 6, this differential pressure control is applied to the trunnions 25, 35 of the continuously variable transmission mechanisms 20, 30 or the power rollers 23, 33 against the traction force T 1 or T 2 acting on the trunnions 25, 35. The rollers 23, 33 are held at a predetermined neutral position where the tilt does not proceed without receiving the rotation of the disks 21, 22, 31, 32, and the trunnions 25, 35 to the power rollers 23, 33 are moved from the neutral position. In this control, the rollers 23 and 33 are moved along the axial centers X and X so that the tilting progresses (the toroidal ratio changes) in response to the rotation of the disks 21, 22, 31 and 32.
[0075]
Now, for example, when the torque passes through the speed change mechanism 20, 30 from the input disk 21, 31 side to the output disk 22, 32 side, the power rollers 23, 33 are rotated by the rotation of the input disks 21, 31 in the a and a directions. Since the power rollers 23 and 33 and the trunnions 25 and 35 supporting the power rollers 23 and 33 and the trunnions 25 and 35 that support the power rollers 23 and 33 are driven in the b and b directions, the force for dragging them in the same direction as the rotation directions a and a of the input disks 21 and 31 Act. Further, since the output disks 22 and 32 are driven in the c and c directions by the rotation of the power rollers 23 and 33 in the b and b directions, the reaction force is opposite to the rotational directions c and c of the output disks 22 and 32. Directional force acts on the power rollers 23 and 33 or trunnions 25 and 35. As a result, traction forces T1 and T1 in the direction approaching the trunnion driving unit 112 act on the power rollers 23 and 33 and the trunnions 25 and 35.
[0076]
Conversely, for example, when the torque passes through the speed change mechanism 20, 30 from the output disk 22, 32 side to the input disk 21, 31 side, the power rollers 23, 33 are rotated by the rotation of the output disk 22, 32 in the c, c direction. Are driven in the b and b directions, the power rollers 23 and 33 and the trunnions 25 and 35 supporting the power rollers 23 and 33 try to drag them in the same direction as the rotation directions c and c of the output disks 22 and 32. Force acts. Further, since the input disks 21 and 31 are driven in the a and a directions by the rotation of the power rollers 23 and 33 in the b and b directions, the reaction force is opposite to the rotational directions a and a of the input disks 21 and 31. Directional force acts on the power rollers 23 and 33 or trunnions 25 and 35. As a result, the traction forces T2 and T2 in the direction away from the trunnion driving unit 112 act on the power rollers 23 and 33 and the trunnions 25 and 35.
[0077]
Therefore, in order to hold the power rollers 23 and 33 in the neutral position against the traction force T1 or T2, a differential pressure is applied to the acceleration and deceleration hydraulic chambers 115 and 116 provided in the trunnions 25 and 35, respectively. The speed increasing hydraulic pressure PH and the speed reducing hydraulic pressure PL are supplied so that ΔP has a magnitude that balances the traction force T.
[0078]
Now, for example, the toroidal ratio is reduced (increased) from this neutral state, and the sleeve 222 of the forward three-layer valve 220 is moved to the left (g direction) in FIGS. 5 and 6 by the step motor 251. Then, the degree of communication between the line pressure port 224 and the acceleration pressure port 227 of the three-layer valve 220 and the degree of communication between the second relief pressure port 226 and the deceleration pressure port 228 are increased. The acceleration hydraulic pressure PH supplied from the acceleration pressure line 247 to the acceleration hydraulic chambers 115 and 115 is increased, and the deceleration supplied from the deceleration pressure line 248 to the deceleration hydraulic chambers 116 and 116 is increased. The hydraulic pressure PL is reduced and the differential pressure ΔP increases, and as a result, the trunnions 25 and 35 or the power rollers 23 and 33 move in the directions d1 and d1 shown in FIG. It becomes door.
[0079]
As a result of this movement, the power rollers 23 and 33 are tilted so that the contact positions with the input disks 21 and 31 are displaced outward in the radial direction and the contact positions with the output disks 22 and 32 are displaced inward in the radial direction. In turn, the first and second continuously variable transmission mechanisms 20, 30 are increased in speed, and the toroidal ratio is reduced.
[0080]
Further, the tilt of the power roller 33 in the second continuously variable transmission mechanism 30 as described above causes the recess cam 261 in the cam mechanism 260 to rotate by the same angle in the same direction (direction e shown in FIG. 5). The driven lever 263, the shaft 262, and the drive lever 264 in the cam mechanism 260 all rotate in the direction f shown in FIG.
[0081]
As a result, the spool 223 of the three-layer valve 220 is moved in the g direction by the spring force of the spring 229, that is, in the left direction in FIGS. 5 and 6. In this direction, the sleeve 222 is moved by the step motor 251. Therefore, as described above, the increased degree of communication between the line pressure port 224 and the speed increasing pressure port 227 and the degree of communication between the second relief pressure port 226 and the deceleration pressure port 228 are initially set as described above. Will return to the neutral state.
[0082]
As a result, the differential pressure ΔP becomes smaller again, and the speed change operation as described above is completed. The speed change ratio of the continuously variable transmission mechanisms 20 and 30, that is, the toroidal ratio is changed by a predetermined amount, and the rollers 23 and 33 are neutral. It will return to the position again and be held.
[0083]
In this case, the speed change operation ends when the spool 223 moves to a predetermined neutral position in the positional relationship with the sleeve 222. The position is moved by the step motor 251 through the sleeve 222. The position of the sleeve 222 corresponds to the tilt angle of the power rollers 23 and 33 and the trunnions 25 and 35 via the cam mechanism 260. This corresponds to tilt angles of 25 and 35. As a result, the control amount of the step motor 251 corresponds to the gear ratio of the first and second continuously variable transmission mechanisms 20 and 30, and the toroidal ratio is controlled by the pulse control for the step motor 251. .
[0084]
The above operation is similarly performed when the sleeve 222 of the three-layer valve 220 is moved to the right side (h direction) in the opposite direction in FIGS. 5 and 6 by the step motor 251, and in this case, the trunnions 25, 35 are used. Or the power rollers 23 and 33 move in the d2 and d2 directions shown in FIG. 6, and the toroidal ratio increases (deceleration).
[0085]
On the other hand, as shown in FIG. 4, the hydraulic control circuit 200 includes two duty solenoid valves 271 for controlling the low clutch 60 and the high clutch 70 in addition to the above-described configuration for controlling the gear ratio. 272, and the first output line 206 led from the manual valve 205 is connected to the low clutch duty solenoid valve 271 and the second output line 207 is connected to the high clutch duty solenoid valve 272, respectively. .
[0086]
Then, the line pressure from the first output line 206 is adjusted by the low clutch duty solenoid valve 271 to generate the engagement pressure (low clutch pressure) of the low clutch 60. When this is normal, the fail safe valve 212 and By being supplied to the hydraulic chamber of the low clutch 60 via the low clutch line 274, the low clutch 60 is fastened with a fastening force corresponding to the size. Also, the operation of the high clutch duty solenoid valve 272 adjusts the line pressure from the second output line 207 to generate the engagement pressure (high clutch pressure) of the high clutch 70, which is generated via the high clutch line 275. By being supplied to the hydraulic chamber of the high clutch 70, the high clutch 70 is fastened with a fastening force corresponding to its size.
[0087]
In this case, these duty solenoid valves 271 and 272 do not output the clutch pressure when the duty ratio of the control signal is 0% (fully closed), and the line pressure supplied when 100% is the clutch pressure as it is. Is output (fully open). At an intermediate duty ratio, a clutch pressure corresponding to the value is generated.
[0088]
Here, the low clutch line 274 and the high clutch line 275 are provided with accumulators 276 and 277, respectively, and by gradually supplying the fastening pressure to the low clutch 60 and the high clutch 70, the clutch 60, The occurrence of shock at the time of fastening 70 is suppressed.
[0089]
Further, as described above, the third output line 208 led from the manual valve 205 is connected to the control port 240a of the shift valve 240 via the fail safe valve 212 in the normal state, and the manual valve 205 is connected to the R range. When the position is moved to the position, the line pressure is supplied to the control port 240a of the shift valve 240, and the spool of the shift valve 240 is moved to the left side, that is, the retreat position.
[0090]
Further, at the time of fail safe or the like, the on / off solenoid valve 213 for operating the fail safe valve 212 is turned off, and the spool of the fail safe valve 212 is moved to the left side, whereby the low clutch duty solenoid valve is operated. 271 and the low clutch line 274 and between the third output line 208 and the shift valve 240 are cut off. At this time, in particular, the low clutch line 274 communicating with the hydraulic chamber of the low clutch 60 communicates with the drain port 212b of the fail safe valve 212, and the low clutch pressure is quickly discharged from the drain port 212b.
[0091]
In addition to the above configuration, the hydraulic control circuit 200 shown in FIG. 4 is provided with a lubrication line 281 led from the drain port of the regulator valve 202. The lubrication hydraulic pressure is supplied to the lubrication line 281 at a predetermined value. The relief valve 282 to be adjusted to the first and second opening / closing valves 283, 284, etc. are arranged, and the lubricating oil for each part of the power train such as the first and second continuously variable transmission mechanisms 20, 30 and the planetary gear mechanism 50 is disposed. The supply is controlled.
[0092]
The power train 10 according to the present embodiment has the above-described mechanical configuration and the hydraulic control circuit 200, and the hydraulic control circuit 200 is used to change the speed of the first and second continuously variable transmission mechanisms 20, 30. A control unit that controls the transmission ratio (unit ratio Ru) of the power train 10 as a whole by performing ratio control and engagement control of the clutches 60 and 70 is provided.
[0093]
As shown in FIG. 7, the control unit 300 includes a vehicle speed sensor 301 that detects the vehicle speed of the vehicle, an engine speed sensor 302 that detects the engine speed, a throttle opening sensor 303 that detects the throttle opening, A selection range sensor 304 for detecting a range selected by a person, an idle switch 305 for detecting non-depression of an accelerator pedal, an oil temperature sensor 306 for detecting a temperature of hydraulic oil, and input disks 21, 31 and an output disk 22, While the signals from the input rotational speed sensor 307 and the output rotational speed sensor 308 (see FIG. 1) for detecting the rotational speed of 32 are input, the running state of the vehicle indicated by the signals from these sensors and switches 301 to 308 Or for line pressure control and relief depending on engine operating conditions Linear solenoid valves 209 and 210 for control, on / off solenoid valves 213, duty solenoid valves 271 and 272 for the low clutch 60 and the high clutch 70, step motors for the forward three-layer valve 220 and the reverse three-layer valve 230 251 and 252, and the control signal is output to the spark plug 309 and the like of the engine 1.
[0094]
Next, features of the present invention will be described.
[0095]
In the power train 10 in which the continuously variable transmission mechanisms 20 and 30 are mounted, when the N range is selected, both the low clutch 60 and the high clutch 70 are released. Therefore, the power transmitted from the input shaft 11 side to the secondary shaft 13 side is not transmitted to the planetary gear mechanism 50 or the secondary shaft 13, and therefore power is not output from the differential device 5 to the drive wheels. Absent.
[0096]
At this time, in the planetary gear mechanism 50, the sun gear 52 is driven by the power from the high mode gear train 90, but the power from the low mode gear train 80 is transmitted to the rotating member 60a on the input side of the low clutch 60 (see FIG. 1). The pinion carrier 51 is not transmitted to the pinion carrier 51, and the internal gear 53 coupled to the secondary shaft 13 is fixed. Therefore, the pinion carrier 51 is not linked with the rotation of the sun gear 52. Rotating under load.
[0097]
In this state, by setting the toroidal ratio to a predetermined value, the rotational speed of the pinion carrier 51 is made equal to the rotational speed of the input and output side rotating members 60a and 60b (see FIG. 1) of the low clutch 60. Can be controlled to speed. In other words, by controlling the toroidal ratio to the predetermined value, even if the low clutch 60 is connected, the rotation of the internal gear 53 or the secondary shaft 13 can be made zero. Thereby, a so-called geared neutral (GN) state is obtained.
[0098]
Here, the relationship between the pulse number (N) of the control signal output to the stepping motors 251 and 252 and the toroidal ratio (Rt) has a characteristic as shown in FIG. 8, for example.
[0099]
That is, when the number of pulses increases (changes to the plus side), the toroidal ratio decreases (changes to the acceleration side). At this time, the sleeves 222 and 232 of the three-layer valves 220 and 230 move in the direction of the arrow g shown in FIGS. 5 and 6 as described above. At this time, the movement of the sleeves 222 and 232 in the direction g away from the pulse motors 251 and 252 is defined as the plus side.
[0100]
Conversely, when the number of pulses decreases (changes to the minus side), the toroidal ratio increases (changes to the deceleration side). At this time, the sleeves 222 and 232 of the three-layer valves 220 and 230 move in the arrow h direction shown in FIGS. 5 and 6 as described above. In this case, the movement of the sleeves 222 and 232 in the direction h approaching the pulse motors 251 and 252 is defined as the minus side.
[0101]
The toroidal ratio (GN ratio Rtn) when the geared neutral state is obtained is smaller than 1, and the number of pulses (GN pulse number Nn) for realizing the GN ratio Rtn is relatively positive.
[0102]
On the other hand, the relationship between the pulse number (N) of the control signal output to the step motors 251 and 252 and the unit ratio (Ru) has a characteristic as shown in FIG.
[0103]
That is, when the number of pulses is equal to the number of GN pulses (Nn), the unit ratio becomes infinite as indicated by the symbol a or i. When the pulse number decreases (changes to the minus side) from the GN pulse number (Nn) and the toroidal ratio increases (changes to the deceleration side), the input rotational speed to the sun gear 52 decreases, thereby causing the planetary gear mechanism. The 50 internal gears 53 begin to rotate in the forward direction. That is, as the number of pulses decreases, the sleeve position moves to the minus side, and the toroidal ratio increases, the unit ratio decreases (changes to the speed increasing side), and the forward low mode characteristic LF is realized. To do.
[0104]
Conversely, when the pulse number increases from the GN pulse number (Nn) (changes to the plus side) and the toroidal ratio decreases (changes to the acceleration side), the input rotational speed to the sun gear 52 increases, The internal gear 53 of the planetary gear mechanism 50 starts to rotate in the reverse direction. That is, as the number of pulses increases, the sleeve position moves to the plus side, and the toroidal ratio decreases, the unit ratio increases (changes to the deceleration side). LR is realized.
[0105]
In addition, after starting in the forward low mode LF, the number of pulses decreases and the unit ratio decreases, and as shown by the symbol C in FIGS. 8 and 9, a predetermined switching point (number of pulses Nm, When the toroidal ratio Rtm and the unit ratio Rum) are reached, the low clutch 60 is disengaged and the high clutch 70 is engaged. That is, the clutches 60 and 70 are switched. As a result, the power from the input shaft 11 is transmitted to the secondary shaft 13 via the first and second continuously variable transmission mechanisms 20 and 30, the high mode gear train 90 and the high clutch 70. In this state, if the gear ratio of the high mode gear train 90 is 1, the unit ratio is equal to the toroidal ratio and is substantially the same as the characteristics of the toroidal ratio shown in FIG. That is, as the number of pulses increases, the sleeve position moves to the plus side, and the toroidal ratio decreases, the unit ratio becomes smaller (changes to the higher speed side), and the forward high mode characteristic HF is realized. To do.
[0106]
Here, as shown in FIG. 10, in the forward low mode LF, the circulating torque is generated when the vehicle is driven by the engine 1 in the positive drive state. That is, as indicated by an arrow i, torque from the engine 1 is transmitted from the end on the opposite side of the input shaft 11 to the secondary shaft 13 side via the low mode gear train 80, while the planet on the secondary shaft 13 is transmitted. Torque as a reaction force generated in the gear mechanism 50 is returned to the output disks 22 and 32 of the continuously variable transmission mechanisms 20 and 30 through the high mode gear train 90 as indicated by an arrow j. The return torque is transmitted again to the low mode gear train 80 side via the input disks 21 and 31, the primary shaft 12, the loading cam mechanism 40, and the like, as indicated by an arrow k. Therefore, in the forward low mode LF, in the transmission mechanisms 20 and 30, the torque is transmitted from the output disks 22 and 32 side to the input disks 21 and 31 side in the forward drive state, and the power rollers 23 and 33. The trunnions 25 and 35 are subjected to traction forces T2 and T2 in the speed increasing direction shown in FIG. 6 for reducing the toroidal ratio.
[0107]
On the other hand, when the forward high mode HF is in the positive drive state, the rotation from the engine 1 input to the input shaft 11 is input from the loading cam mechanism 40 to the input disks 21 and 31 of the continuously variable transmission mechanisms 20 and 30. The power is transmitted to the output disks 22 and 32 via the power rollers 23 and 33, respectively, and further transmitted from the high mode gear train 90 to the secondary shaft 13 via the high clutch 70. Therefore, in the high mode HF, in the speed change mechanisms 20 and 30, torque is transmitted from the input disks 21 and 31 side to the output disks 22 and 32 side in the normal drive state, and the power rollers 23, 33 and The trunnions 25 and 35 are subjected to traction forces T1 and T1 in the deceleration direction shown in FIG. 6 for increasing the toroidal ratio.
[0108]
In the forward low mode LF, when the engine 1 is in the reverse drive state driven by the running inertia of the vehicle, the torque is applied from the input disks 21 and 31 side to the output disk 22, contrary to the forward drive state. , 32, the traction forces T1 and T1 in the deceleration direction act on the power rollers 23 and 33 and the trunnions 25 and 35, and when the forward high mode HF is in the reverse drive state, it is in the forward drive state. On the contrary, torque is transmitted from the output disks 22 and 32 side to the input disks 21 and 31 side, and the traction forces T2 and T2 in the speed increasing direction act on the power rollers 23 and 33 and trunnions 25 and 35. .
[0109]
Therefore, for example, when switching between low and high modes occurs in the same driving state of either forward or reverse, or switching between forward and reverse driving states while maintaining the same mode of either low or high. Occurs, the direction of transmission of the torque passing through the speed change mechanisms 20 and 30 is reversed, and accordingly, the direction of the traction force acting on the power rollers 23 and 33 and the trunnions 25 and 35 is also reversed.
[0110]
At this time, as described with reference to FIG. 6, the trunnions 25 and 35 of the continuously variable transmission mechanisms 20 and 30 are supplied with the differential pressure ΔP that can counteract the traction force T1 or T2, and are neutral. Although it is held in position, in reality, it is only the pistons 113 and 114 disposed in the trunnion drive unit 112 and the vicinity thereof that directly receive such differential pressure ΔP. For example, rods 27 and 37, trunnion bodies 25 and 35 arranged at positions close to input / output disks 21, 22, 31, and 32, or their connected portions, or roller support shafts 24 and 24, and The connecting portion between the shafts 24 and 24 and the trunnions 25 and 35 is bent or distorted so as to be dragged by the traction force T1 or T2, and is physically As a result, the power rollers 23 and 33 are slightly offset from the neutral position in the speed increasing direction (d1 direction: traction force T2) or the deceleration direction (d2 direction: traction force T1). is there.
[0111]
Therefore, for example, as a specific example, when switching from the low mode LF to the high mode HF occurs in the positive drive state, the power rollers 23 and 33 are offset in the acceleration direction by the traction forces T2 and T2. The position is instantaneously moved from the position to the position offset in the deceleration direction by the traction forces T1 and T1, with the original neutral position interposed therebetween.
[0112]
FIG. 11 is a graph showing the experimental results of examining how the number of pulses that can realize the mode switching point toroidal ratio Rtm or the sleeve position changes depending on the transmission torque (input torque) passing through the transmission mechanisms 20 and 30. .
[0113]
As is clear from FIG. 11, when the torque is zero, the mode as the theoretical value described above is used in the low mode LF, the high mode HF, the forward drive, and the reverse drive. The mode switching point toroidal ratio Rtm is realized at the switching point pulse number Nm or the mode switching point sleeve position Sm.
[0114]
However, as the torque increases, the number of pulses or the sleeve position capable of realizing the mode switching point toroidal ratio Rtm greatly deviates from the theoretical values Nm and Sm. For example, in the low mode LF forward drive state (f1 characteristic line in the figure), as the torque increases, the number of pulses or the sleeve position must be gradually shifted from the theoretical values Nm and Sm in the deceleration direction. The switching point toroidal ratio Rtm is not realized. This indicates that the power rollers 23 and 33 are offset in the speed increasing direction as described above in the positive drive state of the low mode LF, and the offset amount changes according to the torque. . Such characteristics are the same in the other three states (characteristic lines f2, f3, and f4 in the figure).
[0115]
Therefore, for example, when the mode is switched, if the torque in the positive drive state of the low mode LF is Tr1 and the torque in the positive drive state of the high mode HF is Tr2, the deviation of the number of pulses Δn (N2 If -N1) is not compensated, significant toroidal ratio or unit ratio fluctuation occurs simultaneously with the mode switching, and an unpleasant shock occurs.
[0116]
In the power train 10 equipped with the continuously variable transmission mechanisms 20 and 30 according to this embodiment, measures are taken to eliminate such problems.
[0117]
The above-described four characteristic lines f1 to f4 are given the following approximate expressions as functions of torque, respectively. X is a torque, and K11 to K14, K21 to K24, K31, K41, α, and β are constants.
[0118]
[Expression 1]
Figure 0004253891
[0119]
[Expression 2]
Figure 0004253891
[0120]
[Equation 3]
Figure 0004253891
[0121]
[Expression 4]
Figure 0004253891
Next, as shown in FIG. 12, the mode switching point (c) is the only point at which the same unit ratio (Rum) can be obtained with the same toroidal ratio (Rtm) in both the low mode LF and the high mode HF. Therefore, by switching the mode at this point (c), smooth mode switching without a significant change in the unit ratio before and after the switching and thus without the occurrence of switching shock is realized. Various physical quantities such as the number of switching point pulses (Nm: when torque is zero) or the switching point sleeve position (Sm: when torque is zero) for realizing this switching point toroidal ratio (Rtm) are shown in FIGS. As shown in FIG. 11, only one point is theoretically determined. As described above, the number of switching point pulses or the switching point sleeve position for realizing the switching point toroidal ratio (Rtm) changes according to the torque.
[0122]
Therefore, in theory, when the actual toroidal ratio reaches the switching point toroidal ratio (Rtm), and therefore the number of pulses or sleeve position reaches the number of switching point pulses (Nm) or the switching point sleeve position (Sm). If the control of the number of pulses or the sleeve position is stopped, the actual toroidal ratio is stabilized at the switching point toroidal ratio (Rtm). However, in the vicinity of the mode switching point (c), the switching The power rollers 23 and 33 are continuously tilted so as to approach the point. Therefore, in reality, as a result of the inertia due to the continuous tilting motion, the actual toroidal ratio is changed to the switching point toroidal ratio ( After reaching Rtm), control of the number of pulses or sleeve position was stopped. Then, the power rollers 23 and 33 are tilted too much, and as a result, the actual toroidal ratio exceeds the switching point toroidal ratio (Rtm) and is further decelerated (from the low mode LF to the high mode HF and from the high mode HF to the low mode LF). In any mode switching, the toroidal ratio changes too much from the speed increasing side to the speed reducing side before the switching (enters a region indicated by a chain line in FIG. 12).
[0123]
Since the inertia of the tilting motion of the rollers 23 and 33 increases as the transmission torque increases, the overshoot amount of the rollers 23 and 33 increases in accordance with the transmission torque. Therefore, at the time of mode switching, particularly at the start thereof, if the shift from the switching point of the actual ratio to the deceleration side due to overshooting of the power rollers 23 and 33 is not taken into account, a significant toroidal will occur as the mode switching operation proceeds. Variations in the ratio or unit ratio will occur and an unpleasant shock will occur.
[0124]
In the power train 10 on which the continuously variable transmission mechanisms 20 and 30 according to this embodiment are mounted, measures are also taken to eliminate such problems.
[0125]
Next, a specific control operation at the time of switching between the forward low mode LF and the forward high mode HF will be described in detail. This control is basically control in the vicinity of the mode switching point (c), and the low clutch 60 and the high clutch 70 serving as friction elements for achieving each mode are switched. That is, when switching from the low mode LF to the high mode HF, the low clutch 60 is disconnected and the high clutch 70 is engaged. Conversely, when switching from the high mode HF to the low mode LF, the high clutch 70 is disconnected and the low clutch 60 is engaged. The changing operation of the clutches 60 and 70 is started when the actual toroidal ratio reaches the switching point toroidal ratio (Rtm). During the changing operation, the actual toroidal ratio is constant at the switching point toroidal ratio (Rtm). The number of pulses for the forward stepping motor 251 is controlled so as to be held by the motor.
[0126]
On the other hand, during normal times other than such mode switching, basically, as shown in FIGS. 13 to 15, in each of the forward low mode LF, forward high mode HF, and reverse low mode LR, the vehicle speed ( Feedback control of the speed ratio (toroidal ratio and unit ratio) is performed based on a preset speed diagram with the vehicle running state such as V) and throttle opening (TVO) as parameters.
[0127]
In this gear ratio control, as shown in FIG. 14, first, the actual vehicle speed (V) and the actual throttle opening (TVO) are applied to the above shift diagram to obtain the target engine speed (Neo), and then After calculating the target unit ratio (Ruo) from the target engine speed (Neo) and the actual vehicle speed (V), and further setting the target toroidal ratio (Rto) to obtain this target unit ratio (Ruo), this target The toroidal ratio is feedback-controlled through pulse control (sleeve position control) for the step motors 251 and 252 so that the toroidal ratio (Rto) is realized.
[0128]
In each shift diagram, a mode switching line (M) having a slope of a mode switching point unit ratio (Rum) is shown.
[0129]
Further description will be given with reference to the time chart of FIG. As an example, this time chart shows a case where, for example, the accelerator pedal is continuously depressed and the vehicle speed increases, and as a result, switching from the low mode LF to the high mode HF occurs in the normal drive state. .
[0130]
First, during the period up to the time point t1 and during the period after the time point t4, the normal speed ratio feedback (F / B) control based on the above-described traveling state and shift diagram is performed, and the time points between these Mode switching control is executed during the period from t1 to time t4.
[0131]
First, during the period up to the time point t1, the low mode LF is achieved. Therefore, the duty ratio DL for the low clutch duty solenoid valve 271 is set to 100% (DL1) with the on-off solenoid valve 213 turned on. The duty ratio DH for the high clutch duty solenoid valve 272 is 0% (DH1). As a result, the line pressure is supplied as it is to the hydraulic chamber of the low clutch 60 as the low clutch pressure (EL), and the low clutch 60 is fully engaged, while the hydraulic chamber of the high clutch 70 has a high clutch. The pressure (EH) is not supplied, and the high clutch 70 is completely released.
[0132]
During the period up to the time point t1, the target unit ratio (Ruo) is set so as to change to the speed increasing side by the feedback control of the transmission ratio. Therefore, as indicated by the chain line in the figure, the target toroidal ratio is set. (Rto) is set to change to the deceleration side, and the toroidal ratio (Rt) is feedback-controlled so that this target toroidal ratio (Rto) is realized. As a result, as shown by the solid line in the figure, The toroidal ratio (Rtr) changes to the deceleration side so as to follow the target toroidal ratio (Rto). At this time, the number of pulses (N) and the sleeve position (S) for the three-layer valve 220 both change to the negative side.
[0133]
Then, as indicated by the reference symbol, at the time t1 when the actual toroidal ratio (Rtr) reaches a predetermined toroidal ratio (Rta) on the speed increasing side before the switching point toroidal ratio (Rtm), the feedback control of the transmission ratio is performed. At the same time, the number of pulses (N) or the sleeve position (S) is fixed to the predetermined number of pulses (Na) and the predetermined sleeve position (Sa) at the time t1, as indicated by the reference sign. The fixing of the number of pulses (N) and the like is continued until a predetermined time Ta elapses from time t1.
[0134]
Here, as shown in FIG. 17, the predetermined toroidal ratio (Rta) is corrected according to the torque (Tr1) passing through the transmission mechanisms 20 and 30 at the time t1, and the torque (Tr1) is zero and the power When the tilting inertia of the rollers 23 and 33 does not occur, the switching point toroidal ratio (Rtm) is set as a theoretical value. However, the torque (Tr1) is increased, and therefore the tilting inertia of the power rollers 23 and 33 is increased. As the value increases, the value is set to a higher speed side. As a result, the power rollers 23 and 33 continue to incline toward the deceleration side due to inertia and then stop. As a result, as shown by the reference symbol, the actual toroidal ratio (Rtr) is obtained at time tx after time t1. The switching point toroidal ratio (Rtm) is reached and stabilized at the ratio (Rtm). The actual toroidal ratio (Rtr) is stably fixed to the switching point toroidal ratio (Rtm) at least until the time point t4 when the normal speed ratio feedback control is resumed after the mode switching is completed. Thus, the pulse control to the forward stepping motor 251 is performed. As a result, a smooth changeover of the clutches 60 and 70 that does not cause significant gear ratio fluctuations and switching shocks is realized.
[0135]
On the other hand, until the actual toroidal ratio (Rtr) reaches the switching point toroidal ratio (Rtm), the number of pulses (N) or the sleeve position (S) continues to be feedback-controlled to the minus side, as indicated by the reference sign, If the control is stopped after the actual toroidal ratio (Rtr) reaches the switching point toroidal ratio (Rtm), the actual toroidal ratio (Rtr) is changed to the switching point toroidal ratio (Rtm) as indicated by the reference symbol “C”. ) Over the deceleration side, and as a result, the gear ratio deviates from the switching point gear ratio, causing an unpleasant shock when the clutches 60 and 70 are switched, or as indicated by the reference symbol The number (Ne) rises unnecessarily.
[0136]
The predetermined number of pulses (Na) and the predetermined sleeve position (Sa) at the time point t1 when the actual toroidal ratio (Rtr) reaches the predetermined toroidal ratio (Rta) are determined based on the transmission torque (Tr1). It can be said that the number of pulses (N) and the sleeve position (S) at which the toroidal ratio (Rta) can be realized. Further, from the target value generated due to the traction force described in FIG. The shift phenomenon is also taken into account.
[0137]
Further, at the time t1, the target toroidal ratio (Rtb) at the time of restarting used in the feedback control of the gear ratio restarted from the time t4 after switching to the high mode HF is calculated. Also in that case, the phenomenon of deviation of the number of pulses from the target value or the sleeve position generated due to the traction force described in FIG. 11 is taken into consideration.
[0138]
On the other hand, at time t1 when the actual toroidal ratio (Rtr) reaches the predetermined toroidal ratio (Rta), the low clutch duty ratio DL is set to 0% (DL2), and the high clutch duty ratio DH is set to the predetermined duty ratio (DH2). Set to As a result, the low clutch 60 starts to be released while the high clutch 70 starts to be engaged. That is, when the actual toroidal ratio (Rtr) reaches the predetermined toroidal ratio (Rta), the changing operation of the clutches 60 and 70 is started.
[0139]
Here, the number of pulses (N) or the sleeve position (S) is fixed to the predetermined number of pulses (Na) and the predetermined sleeve position (Sa) at time t1, and the predetermined time Ta is substantially equal to the clutches 60, 70. With the start of the switching operation, both the low and high clutches 60 and 70 are set to the time required to be in the engaged state as indicated by the reference numeral. When both the low and high clutches 60 and 70 are engaged, the toroidal ratio is maintained at the switching point toroidal ratio (Rtm) regardless of the number of pulses (N) or the sleeve position (S). The Accordingly, as long as the actual toroidal ratio (Rtr) reaches the predetermined toroidal ratio (Rta) at the time t1, the toroidal ratio is stabilized at the switching point toroidal ratio (Rtm) by the start of the clutch 60 and 70 changing operation. Therefore, the feedback control of the number of pulses (N) or the like is no longer performed, so the feedback control is stopped at the time t1, and the number of pulses (N) or the like becomes the predetermined number of pulses (Na). And so on.
[0140]
As shown in FIG. 18, the predetermined time Ta is set to be shorter as the oil temperature is higher. This is because when the oil temperature is high, the viscosity of the hydraulic oil or the lubricating oil is low, the engagement operation of the engagement side friction element (in this case, the high clutch 70) proceeds with good responsiveness, and the actual toroidal ratio (Rtr) is This is because the switching point toroidal ratio (Rtm) is reached quickly. Thereby, the control time required for the mode switching can be shortened.
[0141]
Then, after the time point t2 when the predetermined time Ta elapses, the high clutch duty ratio DH is further increased toward a duty ratio (DH3) of 100%. As a result, the release operation of the low clutch 60 and the engagement operation of the high clutch 70 further proceed from the state where both the low and high clutches 60 and 70 are in the engaged state. That is, the transition from the low mode to the high mode is started.
[0142]
At this time, the feedforward (F / F) control of the number of pulses (N) or the sleeve position (S) is executed while the second predetermined time Tb from the time point t2 to the time point t3 elapses. That is, the torque (Tr1) at time t1 is set as the torque in the low mode LF before mode switching, and the torque (Tr2) at time t2 is set as the torque in the high mode HF after mode switching with reference to FIG. As described above, since the switching point toroidal ratio (Rtm) is maintained and realized in both modes LF and HF, the pulse number (N) for the step motor 251 is corrected by the deviation Δn of the Rtm realization pulse numbers N1 and N2. is there. Here, the characteristic approximation formulas f1 to f4 described above are used to calculate the Rtm realization pulse number. In particular, in this case, the characteristic approximation expression is used to calculate the Rtm realization pulse number N1 in the low mode LF and the positive drive state. The characteristic approximate expression f2 is used for calculating the number of Rtm realization pulses N2 in the high mode HF and the positive drive state.
[0143]
As a result, as indicated by symbol H, the number of pulses (N) is quickly increased by the deviation Δn with good responsiveness by the feedforward control during the second predetermined time Tb. Therefore, the shift to the high mode is started from the state where both the low and high clutches 60 and 70 are in the engaged state. As a result, the power rollers 23 and 33 are accelerated in the speed increasing direction by the traction forces T2 and T2. Even when moving from the offset position to the position offset in the deceleration direction by the traction forces T1 and T1 acting in the opposite direction, as shown by the symbol Z, no significant toroidal ratio or unit ratio fluctuation occurs, The occurrence of an unpleasant shock is suppressed.
[0144]
On the other hand, as indicated by the reference symbol “T”, when the number of pulses (N) is held at the same value as before the start of the shift to the high mode, the difference between the offsets of the power rollers 23 and 33 and the offset direction is caused. As a result, the change of the toroidal ratio in the deceleration direction cannot be avoided, and as a result, the change gear ratio deviates from the change point change gear ratio, or an unpleasant change shock occurs. (Ne) rises unnecessarily here too.
[0145]
In other words, the deviation Δn in the number of pulses is, in other words, feedback control of the switching point toroidal ratio (Rtm) that is the current actual toroidal ratio and the transmission ratio that is restarted from the time t4 after switching to the high mode HF. The difference (Δr) between the target toroidal ratio (Rtb) used is corrected.
[0146]
On the other hand, while the second predetermined time Tb from the time point t2 to the time point t3 has elapsed, the ignition timing (Ig) of the engine 1 is retarded by a predetermined amount ΔIg to reduce the input torque. In this case, as shown in FIG. 19, the retard amount ΔIg is corrected according to the input torque (Tr2) at the time point t2, and as the torque (Tr2) increases, the retard amount ΔIg increases, that is, the torque down amount. Is set to be large. As a result, not only the engagement shock of the high clutch 70 is suppressed, but also the torque fluctuation accompanying the progress of the engagement operation is suppressed, and therefore the amount of offset reversal of the power rollers 23 and 33 is also reduced, and the mode switching shock is further increased. It will be reduced more reliably.
[0147]
Then, after the second predetermined time Tb has elapsed and time t3 has been reached, the feedback control of the number of pulses (N) is still stopped, while the on / off solenoid valve 213 is turned off. As a result, the spool of the fail-safe valve 212 moves to the left, and the low clutch line 274 communicates with the drain port 212b of the valve 212. Therefore, as indicated by the symbol C, the low clutch pressure is quickly discharged from the drain port 212b, and the low clutch 60 is fully opened early and the feedback control of the gear ratio in the high mode HF after switching. Can be executed early.
[0148]
On the other hand, if the on / off solenoid valve 213 remains on, the low clutch pressure is discharged by the duty ratio of the duty solenoid valve 271, and as shown by the symbol H, centrifugal residual pressure and the like remain, It will take time for the high mode HF to be fully realized.
[0149]
Then, when the predetermined value Tc from the time point t2 has elapsed, the high clutch 70 is completely engaged and the low clutch 60 is completely switched to the fully released high mode HF, and the toroidal ratio (Rtb) is targeted. The speed ratio feedback control is resumed.
[0150]
Next, the above control operation will be described with reference to the flowchart of FIG. First, steps S1 to S17 are control operations up to time t1.
[0151]
First, in step S1, various states such as the current vehicle speed, the throttle opening of the engine 1, the selected range, the actual toroidal ratio, the oil temperature, etc. based on the signals from the sensors and switches 301 to 308 shown in FIG. After detecting the amount, the input torque Tr is estimated in step S2. The estimation of the input torque Tr is obtained by a known method from the engine speed, the intake air amount, and the like. Next, at step S3, the engine ignition timing timing Ig is set. This ignition timing timing Ig is also obtained by a known method from the engine speed, the intake air amount, and the like.
[0152]
Next, in step S4, a mode switching determination ratio (predetermined toroidal ratio) Rta is set according to the input torque Tr. In this case, as shown in FIG. 17, the mode switching determination ratio Rta is obtained as a smaller value (a value on the acceleration side) as the input torque Tr is larger.
[0153]
Next, at step S5, it is determined whether or not the actual toroidal ratio Rtr is larger than the mode switching determination ratio Rta. As a result, when it is not large, that is, when the actual toroidal ratio Rtr is higher than the mode switching determination ratio Rta, the routine proceeds to step S6, where the value of the input torque Tr is set to the first torque value Tr1.
[0154]
Next, in step S7, the target value Rto of the toroidal ratio is set to the mode switching theoretical value (switching point toroidal ratio) Rtm, and in steps S8 and S9, the high clutch duty ratio DH is set to the first duty ratio DH1 (0%), and the low clutch duty value is set. DL is set to the first duty ratio DL1 (100%), and the instruction value for the on / off solenoid valve 213 is turned on in step S10.
[0155]
Next, in step S11, a target unit ratio Ruo or a target toroidal ratio Rto is first set based on the shift map, and then a deviation ΔRt of the actual toroidal ratio Rtr with respect to the target toroidal ratio Rto is calculated.
[0156]
In step S12, a proportional term gain (feedback gain in gear ratio control) G in the index Q of PID control is set according to the input torque, gear ratio, travel mode, and range. The proportional term gain G is set to a smaller value as the torque is larger and the toroidal ratio is closer to the GN ratio (Rtn). Further, when the driving mode is the low mode LF or LR, it is set to a smaller value than when the driving mode is the high mode HF, and when the range is the reverse range Lr, the value is smaller than when the driving range is the forward range. Is set.
[0157]
In step S13, the PID control index Q is first calculated by substituting the proportional term gain G into the following equation.
[0158]
[Equation 5]
Figure 0004253891
Here, H is an integral term gain, and I is a differential term gain.
[0159]
Next, based on a map set in advance as shown in FIG. 22, the pulse number deviation ΔN of the control signal output to the step motors 251 and 252 corresponding to the calculated index Q is obtained.
[0160]
Here, in the above map, the pulse number deviation ΔN is set to increase as the absolute value of the index Q increases. When the index Q is positive (when the actual toroidal ratio is larger than the target toroidal ratio), the pulse number deviation ΔN is set to be positive, and the pulse number N is increased, thereby reducing the actual toroidal ratio. When the index Q is negative (when the actual toroidal ratio is smaller than the target toroidal ratio), the pulse number deviation ΔN is set to be negative and the pulse number N is decreased, thereby increasing the actual toroidal ratio. (See FIG. 8).
[0161]
In steps S14 to S17, the control operation up to the time point t1 as described above is obtained by controlling the ignition timing of the step motor 251, the duty solenoid valves 271, 272, the onoff solenoid valve 213, and the engine 1, respectively. .
[0162]
On the other hand, when the actual toroidal ratio Rtr reaches the mode switching determination ratio Rta in step S5, the process proceeds from step S5 to step S18. In this case, the operations from steps S1 to S5, S18 to S24, and S14 to S17 are control operations from time t1 to time t2.
[0163]
The first timer tim1 is set only immediately after the actual toroidal ratio Rtr reaches the mode switching determination ratio Rta in step S18. In step S19, it is determined whether or not the timer tim1 has passed the first predetermined period Ta. As a result, when the first predetermined period Ta has not yet passed, that is, until the time point t2, the value of the input torque Tr is set to the second torque value Tr2 in step S20.
[0164]
In step S21, 0 is substituted as the pulse number deviation ΔN for the step motor 251, and then in steps S22 and S23, the high clutch duty ratio DH is set to the second duty ratio DH2, which is a predetermined shelf pressure, and the low clutch duty is set. The rate DL is set to a second duty rate DL2 that is 0%. In step S24, the instruction value for the on / off solenoid valve 213 is turned on.
[0165]
In steps S14 to S17, the predetermined time Ta elapses from the time point t1 as described above by controlling the ignition timing of the step motor 251, the duty solenoid valves 271, 272, the onoff solenoid valve 213, and the engine 1, respectively. A control operation up to time t2 is obtained.
[0166]
On the other hand, when the first timer tim1 has passed the first predetermined period Ta in step S19, the process proceeds from step S19 to S25. In this case, the operations from steps S1 to S5 and S18, S19 and S25 to S32, and S14 to S17 are control operations from time t2 to time T3.
[0167]
In step S25, only after the first predetermined time Ta has elapsed, the first and second torque values Tr1 and Tr2 are substituted into the characteristic approximation equations f1 and f2, respectively, and the pulse numbers N1 and N2 and their deviations are substituted. Δn is obtained. Next, in step S26, the second timer tim2 is set only immediately after the first predetermined time Ta has elapsed.
[0168]
In step S27, it is determined whether or not the second timer tim2 has passed the second predetermined time Tb. If it has not passed yet, that is, from time t2 to time t3, the process proceeds to step S28. The pulse number deviation ΔN of the output signal to the step motor 251 is set so that the sleeve 222 of the three-layer valve 220 moves by the pulse number deviation Δn during the second predetermined time Tb.
[0169]
Next, in step S29, the instruction value for the on / off solenoid valve 213 is turned on, and in step S30, the ignition timing Ig is retarded by a predetermined value ΔIg to reduce the torque.
[0170]
Next, in step S31, the low clutch duty ratio DL is changed to the second duty ratio DL2, and in step S32, the high clutch duty ratio DH is set between the second predetermined time Tb and the next third predetermined time. The ratio DH is set to a value that changes from the second duty ratio DH2 to the third duty ratio DH3. Here, the value of the third duty factor DH3 is 100%.
[0171]
In steps S14 to S17, the predetermined time Tb elapses from the time point t2 as described above by controlling the ignition timing of the step motor 251, the duty solenoid valves 271, 272, the onoff solenoid valve 213, and the engine 1, respectively. A control operation up to time t3 is obtained.
[0172]
On the other hand, when it is determined in step S27 that the second predetermined time Tb has elapsed, the process proceeds from step S27 to S33, where the second timer tim2 is set to the second predetermined time Tb and the third predetermined time Tc. It is determined whether or not the sum is greater than or equal to. If NO, that is, between time t3 and time T4, the process proceeds to step S34, where the pulse number deviation ΔN is set to 0 again, and OFF is set as an instruction signal for the on / off solenoid valve in step S35. The
[0173]
By the above control, the control operation from the time t3 as described above to the time t4 when the predetermined time Tc elapses is obtained.
[0174]
Then, after the third predetermined time Tc has elapsed and time t4 has been reached, NO is determined in step S33, and the process proceeds from step S33 to S36. In step S36, the third duty ratio DH3 having a high clutch duty ratio DH of 100% is substituted, and in step S37, the low clutch duty ratio DL is maintained at a second duty ratio DL2 of 0%.
[0175]
As a result, the control operation after the time t4 when the high clutch 70 is completely engaged and the mode is completely switched to the high mode is obtained, and the normal feedback control of the gear ratio is resumed, and the gear ratio corresponding to the running state is resumed. Control will be executed.
[0176]
In the above description, the first predetermined time Ta is corrected by the oil temperature, and this is measured by the first timer tim1 in step S19. Instead, the low mode clutch 60 and the high mode clutch 70 are used. In order to determine whether or not both are in the engaged state, the time point when the hydraulic pressure of the engagement side friction element becomes higher than a predetermined value may be set as t2.
[0177]
Furthermore, when both the clutches 60 and 70 are engaged and the rotational slip amount between the output side rotating members 60a and 60b; 70a and 70b (see FIG. 1) is less than a predetermined value, the sleeve 222 of the three-layer valve 220 is provided. May be moved by the pulse number deviation Δn.
[0178]
In that case, as shown in FIG. 1 and FIG. 7, an output shaft rotational speed sensor 310 that detects the rotational speed of the secondary shaft 13 is provided, and this sensor 310 detects the rotational speed of the secondary shaft 13 and The rotation speed of the output disks 21 and 22 is detected by the input rotation speed sensors 307 and 308.
[0179]
For example, the slip amount SLP (60) of the low clutch 60 is expressed by the following equation from the rotational speed W (60a) of the input side rotating member 60a and the rotational speed W (60b) of the output side rotating member 60b. .
[0180]
[Formula 6]
Figure 0004253891
Here, the rotational speed W (60a) of the input side rotating member 60a of the low clutch 60 is the rotational speed W (21) of the input disk 21 and the number of teeth Z of the first gear 81 and the second gear 82 of the low mode gear train 80. (81) and Z (82) can be calculated according to the following equation.
[0181]
[Expression 7]
Figure 0004253891
Further, the rotational speed W (60b) of the output side rotating member 60b of the low clutch 60 includes the rotational speed W (22) of the output disk 22 and the number of teeth Z (52 of the sun gear 52 and the internal gear 53 of the planetary gear mechanism 50). ), Z (53), the number of teeth Z (91), Z (92) of the first gear 91 and the second gear 92 of the high mode gear train 90, and the rotational speed W (13) of the secondary shaft 13 It can be calculated according to the formula.
[0182]
[Equation 8]
Figure 0004253891
Since the number of teeth Z is known in advance from the specifications, the slip amount SLP (60) of the low clutch 60 is eventually determined by the rotational speed W (13) of the secondary shaft 13 and the rotational speeds of the input and output disks 21 and 22. It can be calculated from W (21) and W (22).
[0183]
On the other hand, similarly, the slip amount SLP (70) of the high clutch 70 is calculated from the rotational speed W (70a) of the input side rotating member 70a and the rotational speed W (70b) of the output side rotating member 70b as shown in the following equation. expressed.
[0184]
[Equation 9]
Figure 0004253891
Here, the rotation speed W (70a) of the input side rotation member 70a of the high clutch 70 is the rotation speed W (22) of the output disk 22, and the teeth of the first gear 91 and the second gear 92 of the high mode gear train 90. It can be calculated according to the following equation from the numbers Z (91) and Z (92).
[0185]
[Expression 10]
Figure 0004253891
The rotational speed W (70b) of the output side rotating member 70b of the high clutch 70 is the rotational speed W (13) of the secondary shaft 13, and the number of teeth Z is known in advance from the specifications. The slip amount SLP (70) of the clutch 70 can be calculated from the rotational speed W (13) of the secondary shaft 13 and the rotational speed W (22) of the output disk 22.
[0186]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a power train provided with a continuously variable transmission mechanism, when the power transmission path is switched, fluctuations in the gear ratio accompanying the switching are suppressed, so that the power train is stable before and after switching. Thus, the gear ratio can be maintained at the target gear ratio, and the occurrence of unpleasant shock when switching the travel mode is effectively eliminated. The present invention can be preferably applied to, for example, a power train including a toroidal-type continuously variable transmission mechanism, and can be widely used in the vehicle industry in general.
[0187]
[Prior art]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a skeleton diagram showing a mechanical configuration of a toroidal continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a specific structure of a main part of the transmission in an unfolded state.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 4 is a circuit diagram of hydraulic control of the transmission.
5 is a partial cross-sectional view of the periphery of a shift control three-layer valve as viewed from the direction B in FIG. 3;
6 is a partial cross-sectional view of the periphery of the speed change control mechanism as viewed from the direction C in FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a control system for the entire power train.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between the number of pulses of a step motor and a toroidal ratio.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of pulses of the step motor and the unit ratio.
FIG. 10 is an explanatory diagram of circulating torque.
FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of pulses of a step motor and torque.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing a relationship between a unit ratio and a toroidal ratio.
FIG. 13 is a shift diagram used in the forward low mode.
FIG. 14 is a shift diagram used in the forward high mode.
FIG. 15 is a shift diagram used in a reverse low mode.
FIG. 16 is a time chart of the switching control operation from the low mode to the high mode in the positive drive state.
FIG. 17 is a map showing a relationship between a torque used in the control and a toroidal ratio for determining mode switching start.
FIG. 18 is a map showing a relationship between an oil temperature used in the control and a first predetermined time.
FIG. 19 is a map showing the relationship between torque and retard amount used in the control.
FIG. 20 is a flowchart showing a part of the control operation.
FIG. 21 is a flowchart showing a part of the same.
FIG. 22 is a map showing a relationship between an index used in the control operation and the number of pulses of a control signal output to the step motor.
FIG. 23 is a flowchart showing a part of the control operation.
FIG. 24 is a flowchart showing a part of the same.
FIG. 25 is a flowchart showing a part of the same.
[Explanation of symbols]
1 engine
10 Powertrain
20, 30 continuously variable transmission mechanism
50 Planetary gear mechanism (gear mechanism)
60 Low clutch (friction element)
70 High clutch (friction element)
200 Hydraulic control circuit
251,252 Step motor (speed ratio control means)
271 Low clutch duty solenoid valve (path switching means)
272 Duty solenoid valve for high clutch (path switching means)
300 Control unit (switching control means)

Claims (7)

無段変速機構と歯車機構とを経由する第1の経路と、無段変速機構のみを経由する第2の経路とが設けられていると共に、これらの経路を選択的に切り換える経路切換手段が備えられ、かつ、上記無段変速機構が、入力ディスク及び出力ディスクと、これらの両ディスク間に介設されたパワーローラと、このパワーローラを支持するトラニオンとを有する構成であるパワートレインの制御装置であって、
上記トラニオンの入力ディスク及び出力ディスクに対する位置を制御することにより上記パワーローラの入力ディスク及び出力ディスクに対する傾転角を制御して上記無段変速機構の変速比を制御する変速比制御手段と、
トルクを検出するトルク検出手段と、
上記経路切換手段による経路の切換時に、その切換えに伴う変速比の変動を抑制するように、上記変速比制御手段による上記トラニオンの位置制御量を制御する切換制御手段とが備えられ
上記切換制御手段は、上記トルク検出手段で検出されたトルクが大きいほど、上記トラニオンの位置制御量の補正量を減速側又は増速側に大きくすることを特徴とするパワートレインの制御装置。
A first path passing through the continuously variable transmission mechanism and the gear mechanism and a second path passing only through the continuously variable transmission mechanism are provided, and path switching means for selectively switching these paths is provided. In addition, the continuously variable transmission mechanism includes an input disk and an output disk, a power roller interposed between the two disks, and a trunnion that supports the power roller. Because
Gear ratio control means for controlling the gear ratio of the continuously variable transmission mechanism by controlling the tilt angle of the power roller with respect to the input disk and the output disk by controlling the position of the trunnion with respect to the input disk and the output disk ;
Torque detecting means for detecting torque;
Switching control means for controlling a position control amount of the trunnion by the speed ratio control means so as to suppress a change in speed ratio due to the switching when the path is switched by the path switching means ;
The power control apparatus, wherein the switching control means increases the correction amount of the trunnion position control amount toward the deceleration side or the acceleration side as the torque detected by the torque detection means increases .
上記切換制御手段は、第1の経路から第2の経路への切換時と、第2の経路から第1の経路への切換時とでは、上記トラニオンの位置制御量の補正方向を逆転させることを特徴とする請求項1に記載のパワートレインの制御装置。 The switching control means reverses the direction of correction of the trunnion position control amount at the time of switching from the first path to the second path and at the time of switching from the second path to the first path. The powertrain control device according to claim 1. 上記切換制御手段は、車両がエンジンにより駆動されている正駆動状態のときと、エンジンが車両の走行慣性により駆動されている逆駆動状態のときとでは、上記トラニオンの位置制御量の補正方向を逆転させることを特徴とする請求項1又は2に記載のパワートレインの制御装置。 The switching control means determines the direction of correction of the trunnion position control amount when the vehicle is in a normal drive state driven by an engine and when the engine is in a reverse drive state driven by the running inertia of the vehicle. powertrain control device according to claim 1 or 2, characterized in that reversing. それぞれ締結されることにより第1の経路を達成する摩擦要素と第2の経路を達成する摩擦要素とが設けられ、上記経路切換手段は、これらの両摩擦要素を共に締結させた状態を経ていずれか一方の摩擦要素を選択的に締結させることにより経路の切換えを行なうように構成されていると共に、上記切換制御手段は、上記経路切換手段による経路の切換開始から所定時間経過したのちに、上記変速比制御手段による上記トラニオンの位置制御量を制御することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のパワートレインの制御装置。Provided friction element to achieve the first path by being fastened respectively and the friction element to achieve the second path, said path switching means, either through both a state of being entered into both of these frictional elements or with one of the friction elements are configured to perform the switching of paths by selectively fastening, the switching control means, after a predetermined time has elapsed since the start of a change over by that path to the path switching means powertrain control system according to any one of claims 1 to 3, characterized by controlling the amount of position control of the trunnion by the speed ratio control means. 上記切換制御手段は、締結側摩擦要素の締結用油圧が所定値以上となったときに、上記変速比制御手段による上記トラニオンの位置制御量を制御することを特徴とする請求項に記載のパワートレインの制御装置。 Said switching control means, when the fastening pressure of the engagement side frictional element becomes a predetermined value or more, according to claim 4, characterized in that for controlling the position control amount of the trunnion by the gear ratio control means Powertrain control device. 上記切換制御手段は、締結側摩擦要素の入、出力回転部材の差回転、及び解放側摩擦要素の入、出力回転部材の差回転が共に所定値以下となったときに、上記変速比制御手段による上記トラニオンの位置制御量を制御することを特徴とする請求項に記載のパワートレインの制御装置。 The switching control means is configured to change the transmission ratio control means when the engagement-side friction element is inserted, the differential rotation of the output rotation member, and the release-side friction element is input, and the differential rotation of the output rotation member is less than a predetermined value. The power train control device according to claim 4 , wherein the position control amount of the trunnion is controlled by . トルクを低下させるトルク低下手段が備えられ、上記切換制御手段は、締結側摩擦要素の締結時にトルクが低下するように上記トルク低下手段を制御することを特徴とする請求項4に記載のパワートレインの制御装置。Provided with a torque decrease means for decreasing the torque, the switching control means, the power of claim 4 where the torque at the time of engagement of the engagement side frictional element and controls the torque reduction means so as to reduce train Control device.
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