JP5836252B2 - Control device for continuously variable transmission - Google Patents
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Description
本発明は、四節リンク機構型の無段変速機の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a continuously variable transmission of a four-bar linkage type.
従来、車両に設けられたエンジン等の走行用駆動源からの駆動力が伝達される入力軸と、入力軸と平行に配置された出力軸と、複数のてこクランク機構とを備える四節リンク機構型の無段変速機が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a four-bar linkage mechanism including an input shaft to which driving force from a driving source for traveling such as an engine provided in a vehicle is transmitted, an output shaft disposed in parallel with the input shaft, and a plurality of lever crank mechanisms A type continuously variable transmission is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1のてこクランク機構は、入力軸に設けられた回転半径調節機構と、出力軸に揺動自在に軸支される揺動リンクと、一方の端部に回転半径調節機構に回転自在に外嵌される入力側環状部を有し、他方の端部が揺動リンクの揺動端部に連結されるコネクティングロッドとで構成される。
The lever crank mechanism disclosed in
回転半径調節機構は、中心から偏心して穿設された貫通孔を有する円盤状の回転ディスクと、貫通孔の内周面に設けられたリングギアと、入力軸に固定されリングギアに噛合する第1ピニオンと、調節用駆動源からの駆動力が伝達されるキャリアと、キャリアで自転及び公転自在に夫々軸支されると共にリングギアに夫々噛合する2つの第2ピニオンとで構成される。第1ピニオンと2つの第2ピニオンは、それらの中心軸線を頂点とする三角形が正三角形となるように配置されている。 The turning radius adjusting mechanism includes a disk-shaped rotating disk having a through hole formed eccentrically from the center, a ring gear provided on the inner peripheral surface of the through hole, a first fixed to the input shaft and meshed with the ring gear. One pinion, a carrier to which a driving force from an adjustment driving source is transmitted, and two second pinions that are pivotally supported by the carrier so as to rotate and revolve, and mesh with the ring gear, respectively. The first pinion and the two second pinions are arranged so that a triangle whose apex is the central axis thereof is an equilateral triangle.
そして、走行用駆動源で回転する入力軸と調節用駆動源で回転するキャリアとの回転速度が同一の場合は、入力軸の入力中心軸線に対する回転ディスクの中心点の偏心量は維持され、回転半径調節機構の回転軌跡の半径も一定のまま維持される。走行用駆動源で回転する入力軸と調節用駆動源で回転するキャリアとの回転速度が異なる場合は、入力軸の入力中心軸線に対する回転ディスクの中心点の偏心量が変化し、回転半径調節機構の回転軌跡の半径も変化する。 When the rotational speed of the input shaft rotated by the driving source for driving and the carrier rotated by the driving source for adjustment are the same, the eccentric amount of the center point of the rotating disk with respect to the input center axis of the input shaft is maintained and rotated. The radius of the rotation locus of the radius adjusting mechanism is also kept constant. When the rotational speed of the input shaft that is rotated by the driving source for driving and the carrier that is rotated by the driving source for adjustment are different, the eccentric amount of the center point of the rotating disk with respect to the input center axis of the input shaft changes, and the turning radius adjusting mechanism The radius of the rotation trajectory also changes.
そして、回転半径調節機構の回転軌跡の半径が変化することにより、揺動リンクの揺動端部の振れ幅も変化して、変速比を切り換え、入力軸に対する出力軸の回転速度を制御する。 As the radius of the rotation locus of the rotation radius adjusting mechanism changes, the swing width of the swing end of the swing link also changes, and the gear ratio is switched to control the rotational speed of the output shaft relative to the input shaft.
このような無段変速機では、3つのピニオンの中心軸線を頂点とする正三角形の中心点と入力軸の入力中心軸線との間の距離と、この正三角形の中心点と回転ディスクの中心点との間の距離とを等しく設定することにより、入力中心軸線と回転ディスクの中心点とを重ね合わせて偏心量を0とすることができる。偏心量が0のときには、入力軸が回転している場合であっても揺動リンクの揺動端部の振れ幅が0となり、出力軸が回転しない状態、即ち、変速比が無限大となる。 In such a continuously variable transmission, the distance between the center point of the equilateral triangle whose apex is the center axis of the three pinions and the input center axis of the input shaft, and the center point of the equilateral triangle and the center point of the rotating disk By setting the distance to be equal to each other, the input center axis and the center point of the rotating disk can be overlapped to make the amount of eccentricity zero. When the amount of eccentricity is 0, even if the input shaft is rotating, the swing width of the swing end of the swing link is 0, and the output shaft does not rotate, that is, the gear ratio is infinite. .
四節リンク機構型無段変速機では、走行中の車両が急減速した場合のように、出力軸の回転数が瞬間的に大きく低下すると、入力軸と出力軸との間で過大なトルクが発生し、部品が破損する虞がある。 In a four-bar linkage type continuously variable transmission, if the speed of the output shaft decreases momentarily, as in the case of a sudden deceleration of a running vehicle, excessive torque is generated between the input shaft and the output shaft. May occur and the parts may be damaged.
本発明は、以上の点に鑑み、出力軸の回転数が大きく低下しても、クラッチ機構を機能させることなく、部品を保護することができる無段変速機の制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, it is an object of the present invention to provide a control device for a continuously variable transmission that can protect components without causing a clutch mechanism to function even when the rotational speed of an output shaft is greatly reduced. And
[1]上記目的を達成するため、本発明は、走行用駆動源からの駆動力が伝達される入力軸と、前記入力軸と平行に配置された出力軸と、前記出力軸に揺動自在に軸支される揺動リンクを有し、前記入力軸の回転運動を前記揺動リンクの揺動運動に変換する複数のてこクランク機構と、前記揺動リンクと前記出力軸との間に設けられ、前記出力軸に対して一方側に相対回転しようとするときに前記出力軸に該揺動リンクを固定し、他方側に相対回転しようとするときに前記出力軸に対して該揺動リンクを空転させる一方向回転阻止機構とを備え、前記てこクランク機構が、調節用駆動源と、該調節用駆動源の駆動力を用いて前記入力軸側の回転運動の半径を調節自在な回転半径調節機構と、該回転半径調節機構と前記揺動リンクとを連結するコネクティングロッドとを備えた無段変速機の制御装置であって、前記回転半径調節機構は、前記入力軸と一体に回転する入力要素と、前記調節用駆動源により回転する調節要素とを備え、前記入力要素と前記調節要素との回転数が一致するときに前記入力軸側の回転運動の半径が維持され、前記入力要素と前記調節要素との回転数が異なるときに前記入力軸側の回転運動の半径が変化するように構成され、前記入力軸の回転数を検出する入力側回転数検出部と、前記入力軸の駆動力を検出する駆動力検出部と、変速比を検出する変速比検出部と、前記入力側回転数検出部で検出された回転数と、前記駆動力検出部で検出された駆動力と、前記変速比検出部で検出された変速比とに基いて、前記調節用駆動源が前記調節要素に伝達してる駆動力を算出する調節用駆動力検出部と、所定部品の耐久性に基いて設定される最大調節用駆動力を求める最大調節用駆動力設定部と、前記調節用駆動力検出部で検出された駆動力と前記最大調節用駆動力設定部で設定された最大調節用駆動力とを比較して、前記調節用駆動力検出部で検出された駆動力が前記最大調節用駆動力設定部で設定された最大調節用駆動力を超える場合には、前記調節用駆動源が出力する駆動力を「0」とする駆動力制御部とを備えることを特徴とする。 [1] In order to achieve the above object, the present invention provides an input shaft to which a driving force from a travel drive source is transmitted, an output shaft arranged in parallel to the input shaft, and swingable to the output shaft. A plurality of lever crank mechanisms that convert a rotational movement of the input shaft into a swinging movement of the swinging link, and provided between the swinging link and the output shaft. The swing link is fixed to the output shaft when trying to rotate relative to the output shaft on one side, and the swing link relative to the output shaft when trying to rotate relative to the other side. And a one-way rotation preventing mechanism that idles, wherein the lever crank mechanism has an adjustment drive source and a rotation radius that can adjust the radius of the rotary motion on the input shaft side using the drive force of the adjustment drive source. An adjustment mechanism, and the turning radius adjustment mechanism and the swing link are coupled to each other. A control device for a continuously variable transmission including a connecting rod, wherein the turning radius adjustment mechanism includes an input element that rotates integrally with the input shaft, and an adjustment element that rotates by the adjustment drive source. The radius of rotational motion on the input shaft side is maintained when the rotational speeds of the input element and the adjustment element match, and when the rotational speeds of the input element and the adjustment element are different, An input-side rotational speed detection unit that detects the rotational speed of the input shaft, a driving force detection unit that detects the driving force of the input shaft, and a shift that detects a transmission ratio. Based on the ratio detection unit, the rotational speed detected by the input side rotational speed detection unit, the driving force detected by the driving force detection unit, and the transmission ratio detected by the transmission ratio detection unit, Drive that the adjustment drive source is transmitting to the adjustment element An adjustment driving force detection unit for calculating the maximum adjustment driving force setting unit for obtaining a maximum adjustment driving force set based on the durability of a predetermined component, and the drive detected by the adjustment driving force detection unit The driving force detected by the adjusting driving force detecting unit is set by the maximum adjusting driving force setting unit by comparing the force and the maximum adjusting driving force set by the maximum adjusting driving force setting unit. And a driving force control unit that sets the driving force output from the adjustment driving source to “0” when the driving force exceeds the maximum adjustment driving force.
本発明によれば、駆動力制御部により、調節用駆動力検出部で検出された駆動力が、最大調節用駆動力設定部で設定された最大調節用駆動力を超える場合には、調節用駆動源が出力する駆動力を「0」とする。これにより、出力軸の回転数が瞬間的に大きく低下して、調節用駆動力検出部で検出された駆動力が、最大調節用駆動力設定部で設定された最大調節用駆動力を超えることとなっても、調節用駆動源が出力する駆動力が「0」とされるため、調節要素が自由回転する状態となる。従って、走行用駆動源からの駆動力が入力軸を介して入力要素に伝達されても、入力要素のトルクは、調節要素の空転によって受け流され、出力軸側には伝達されない。これにより、出力軸の回転数が大きく低下しても、部品を保護することができる。 According to the present invention, when the driving force detected by the adjustment driving force detection unit exceeds the maximum adjustment driving force set by the maximum adjustment driving force setting unit by the driving force control unit, The driving force output from the driving source is set to “0”. As a result, the rotational speed of the output shaft is greatly reduced instantaneously, and the driving force detected by the adjustment driving force detection unit exceeds the maximum adjustment driving force set by the maximum adjustment driving force setting unit. Even so, the driving force output from the adjusting drive source is set to “0”, so that the adjusting element is in a freely rotating state. Therefore, even if the driving force from the travel drive source is transmitted to the input element via the input shaft, the torque of the input element is received by the idling of the adjustment element and is not transmitted to the output shaft side. Thereby, even if the rotation speed of an output shaft falls large, components can be protected.
[2]また、本発明において、所定部品は、一方向回転阻止機構とすることができる。 [2] In the present invention, the predetermined component may be a one-way rotation prevention mechanism.
以下、本発明の四節リンク機構型無段変速機の制御装置の実施形態を説明する。本実施形態の四節リンク機構型無段変速機は、変速比i(i=入力軸の回転速度/出力軸の回転速度)を無限大(∞)にして出力軸の回転速度を「0」にできる変速機、所謂IVT(Infinity Variable Transmission)の一種である。 Hereinafter, embodiments of a control device for a four-bar linkage type continuously variable transmission according to the present invention will be described. In the four-bar linkage type continuously variable transmission of this embodiment, the speed ratio i (i = rotational speed of the input shaft / rotational speed of the output shaft) is infinite (∞), and the rotational speed of the output shaft is “0”. It is a kind of so-called IVT (Infinity Variable Transmission).
図1及び図2を参照して、本実施形態の四節リンク機構型無段変速機1は、内燃機関であるエンジンや電動機等の走行用駆動源50(図7参照)からの回転駆動力を受けることで入力中心軸線P1を中心に回転する中空の入力軸2と、入力軸2に平行に配置され、図外のデファレンシャルギアやプロペラシャフト等を介して車両の駆動輪60(図7参照)に回転動力を伝達させる出力軸3と、入力軸2に設けられた6つの回転半径調節機構4とを備える。
Referring to FIGS. 1 and 2, the four-bar linkage type continuously
各回転半径調節機構4は、カムディスク5と、回転ディスク6とを備える。カムディスク5は、円盤状であり、入力中心軸線P1から偏心して入力軸2と一体的に回転するように入力軸2に2個1組で夫々設けられている。本実施形態では、カムディスク5が本発明の入力要素に該当する。各1組のカムディスク5は、夫々位相を60度異ならせて、6組のカムディスク5で入力軸2の周方向を一回りするように配置されている。また、各1組のカムディスク5には、カムディスク5を受け入れる受入孔6aを備える円盤状の回転ディスク6が偏心した状態で回転自在に外嵌されている。
Each turning
回転ディスク6は、カムディスク5の中心点をP2、回転ディスク6の中心点をP3として、入力中心軸線P1と中心点P2の距離Raと、中心点P2と中心点P3の距離Rbとが同一となるように、カムディスク5に対して偏心している。
In the rotating
回転ディスク6の受入孔6aには、1組のカムディスク5の間に位置させて内歯6bが設けられている。入力軸2には、1組のカムディスク5の間に位置させて、カムディスク5の偏心方向に対向する個所に内周面と外周面とを連通させる切欠孔2aが形成されている。
The receiving
中空の入力軸2内には、入力軸2と同心に配置され、回転ディスク6と対応する個所に外歯7aを備えるピニオンシャフト7が入力軸2と相対回転自在となるように配置されている。ピニオンシャフト7の外歯7aは、入力軸2の切欠孔2aを介して、回転ディスク6の内歯6bと噛合する。
In the
ピニオンシャフト7には、差動機構8が接続されている。差動機構8は、遊星歯車機構で構成されており、サンギア9と、入力軸2に連結された第1リングギア10と、ピニオンシャフト7に連結された第2リングギア11と、サンギア9及び第1リングギア10と噛合する大径部12aと、第2リングギア11と噛合する小径部12bとから成る段付きピニオン12を自転及び公転自在に軸支するキャリア13とを備える。
A differential mechanism 8 is connected to the pinion shaft 7. The differential mechanism 8 is configured by a planetary gear mechanism, and includes a
サンギア9には、ピニオンシャフト7用の電動機から成る調節用駆動源14の回転軸14aが連結されている。調節用駆動源14の回転速度を入力軸2の回転速度と同一にすると、サンギア9と第1リングギア10とが同一速度で回転することとなり、サンギア9、第1リングギア10、第2リングギア11及びキャリア13の4つの要素が相対回転不能なロック状態となって、第2リングギア11と連結するピニオンシャフト7が入力軸2と同一速度で回転する。
The
調節用駆動源14の回転速度を入力軸2の回転速度よりも遅くすると、サンギア9の回転数をNs、第1リングギア10の回転数をNR1、サンギア9と第1リングギア10のギア比(第1リングギア10の歯数/サンギア9の歯数)をjとして、キャリア13の回転数が(j・NR1+Ns)/(j+1)となる。そして、サンギア9と第2リングギア11のギア比((第2リングギア11の歯数/サンギア9の歯数)×(段付きピニオン12の大径部12aの歯数/小径部12bの歯数))をkとすると、第2リングギア11の回転数が{j(k+1)NR1+(k−j)Ns}/{k(j+1)}となる。
When the rotational speed of the adjusting
カムディスク5が固定された入力軸2の回転速度とピニオンシャフト7の回転速度とが同一である場合には、回転ディスク6はカムディスク5と共に一体に回転する。入力軸2の回転速度とピニオンシャフト7の回転速度とに差がある場合には、回転ディスク6はカムディスク5の中心点P2を中心にカムディスク5の周縁を回転する。
When the rotational speed of the
本実施形態においては、ピニオンシャフト7が本発明の調節要素に該当する。 In the present embodiment, the pinion shaft 7 corresponds to the adjustment element of the present invention.
図2に示すように、回転ディスク6は、カムディスク5に対して距離Raと距離Rbとが同一となるように偏心されている。このため、回転ディスク6の中心点P3を入力中心軸線P1と同一軸線上に位置するようにして、入力中心軸線P1と中心点P3との距離、即ち偏心量R1を「0」とすることもできる。
As shown in FIG. 2, the
回転ディスク6の周縁には、一方の端部に大径の大径環状部15aを備え、他方の端部に大径環状部15aの径よりも小径の小径環状部15bを備えるコネクティングロッド15の大径環状部15aが、ボールベアリングからなるコンロッド軸受16を介して回転自在に外嵌されている。出力軸3には、一方向回転阻止機構としての一方向クラッチ17を介して、揺動リンク18がコネクティングロッド15に対応させて6個設けられている。
A connecting
一方向回転阻止機構としての一方向クラッチ17は、揺動リンク18と出力軸3との間に設けられ、出力軸3に対して一方側に相対回転しようとするときに出力軸3に揺動リンク18を固定し、他方側に相対回転しようとするときに出力軸3に対して揺動リンク18を空転させる。揺動リンク18は、一方向クラッチ17によって出力軸3に対して空転する状態のときに、出力軸3に対して揺動自在となる。
The one-way clutch 17 as a one-way rotation prevention mechanism is provided between the
揺動リンク18は、環状に形成されており、その上方には、コネクティングロッド15の小径環状部15bに連結される揺動端部18aが設けられている。揺動端部18aには、小径環状部15bを軸方向で挟み込むように突出した一対の突片18bが設けられている。一対の突片18bには、小径環状部15bの内径に対応する貫通孔18cが穿設されている。貫通孔18c及び小径環状部15bには、連結ピン19が挿入されている。これにより、コネクティングロッド15と揺動リンク18とが連結される。
The
図3は、回転半径調節機構4の偏心量R1を変化させた状態のピニオンシャフト7と回転ディスク6との位置関係を示す。図3(a)は偏心量R1を「最大」とした状態を示しており、入力中心軸線P1と、カムディスク5の中心点P2と、回転ディスク6の中心点P3とが一直線に並ぶように、ピニオンシャフト7と回転ディスク6とが位置する。このときの変速比iは最小となる。
FIG. 3 shows the positional relationship between the pinion shaft 7 and the
図3(b)は偏心量R1を図3(a)よりも小さい「中」とした状態を示しており、図3(c)は偏心量R1を図3(b)よりも更に小さい「小」とした状態を示している。変速比iは、図3(b)では図3(a)の変速比iよりも大きい「中」となり、図3(c)では図3(b)の変速比iよりも大きい「大」となる。図3(d)は偏心量R1を「0」とした状態を示しており、入力中心軸線P1と、回転ディスク6の中心点P3とが同心に位置する。このときの変速比iは無限大(∞)となる。本実施形態の無段変速機1は、回転半径調節機構4で偏心量R1を変えることにより、入力軸2側の回転運動の半径を調節自在としている。
FIG. 3B shows a state in which the eccentric amount R1 is set to “medium” which is smaller than that in FIG. 3A, and FIG. 3C illustrates that the eccentric amount R1 is smaller than that in FIG. Is shown. The gear ratio i is “medium” which is larger than the gear ratio i in FIG. 3A in FIG. 3B, and “large” which is larger than the gear ratio i in FIG. 3B in FIG. Become. FIG. 3D shows a state where the amount of eccentricity R1 is “0”, and the input center axis P1 and the center point P3 of the
図2に示すように、本実施形態の回転半径調節機構4、コネクティングロッド15、揺動リンク18はてこクランク機構20(四節リンク機構)を構成する。そして、てこクランク機構20によって、入力軸2の回転運動が揺動リンク18の揺動運動に変換される。本実施形態の無段変速機1は合計6個のてこクランク機構20を備えている。偏心量R1が「0」でないときに、入力軸2を回転させると共に、ピニオンシャフト7を入力軸2と同一速度で回転させると、各コネクティングロッド15が60度ずつ位相を変えながら、偏心量R1に基づき入力軸2と出力軸3との間で出力軸3側に押したり、入力軸2側に引いたりを交互に繰り返して揺動する。
As shown in FIG. 2, the turning
コネクティングロッド15の小径環状部15bは、出力軸3に一方向クラッチ17を介して設けられた揺動リンク18に連結されているため、揺動リンク18がコネクティングロッド15によって押し引きされて揺動すると、揺動リンク18が押し方向側又は引張り方向側の何れか一方に揺動リンク18が回転するときだけ、出力軸3が回転し、揺動リンク18が他方に回転するときには、出力軸3に揺動リンク18の揺動運動の力が伝達されず、揺動リンク18が空回りする。各回転半径調節機構4は、60度毎に位相を変えて配置されているため、出力軸3は各回転半径調節機構4で順に回転させられる。
Since the small-diameter
図4(a)は偏心量R1が図3(a)の「最大」である場合(変速比iが最小である場合)、図4(b)は偏心量R1が図3(b)の「中」である場合(変速比iが中である場合)、図4(c)は偏心量R1が図3(c)の「小」である場合(変速比iが大である場合)の、回転半径調節機構4の回転運動に対する揺動リンク18の揺動範囲θ2を示している。図4から明らかなように、偏心量R1が小さくなるにつれ、揺動リンク18の揺動範囲θ2が狭くなる。尚、偏心量R1が「0」であるときは、揺動リンク18は揺動しなくなる。また、本実施形態では、揺動リンク18の揺動端部18aの揺動範囲θ2のうち、入力軸2に最も近い位置を内死点、入力軸2から最も離れる位置を外死点とする。
4A shows the case where the eccentric amount R1 is “maximum” in FIG. 3A (when the gear ratio i is the minimum), and FIG. 4B shows the case where the eccentric amount R1 is “ 4 (c) shows the case where the eccentric amount R1 is “small” in FIG. 3 (c) (when the gear ratio i is large). It shows a swing range theta 2 of the swinging
図5は、無段変速機1の回転半径調節機構4の回転角度θを横軸、揺動リンク18の角速度ωを縦軸として、回転半径調節機構4の偏心量R1の変化に伴う角速度ωの変化の関係を示す。図5から明らかなように、偏心量R1が大きい(変速比iが小さい)ほど揺動リンク18の角速度ωが大きくなることが分かる。
FIG. 5 shows the angular velocity ω accompanying the change in the eccentric amount R1 of the rotational
図6は、60度ずつ位相を異ならせた6つの回転半径調節機構4を回転させたとき(入力軸2とピニオンシャフト7とを同一速度で回転させたとき)の回転半径調節機構4の回転角度θ1に対する、各揺動リンク18の角速度ωを示している。図6から、6つのてこクランク機構20により出力軸3がスムーズに回転されることが分かる。
FIG. 6 shows the rotation of the turning
図7に本実施形態の無段変速機1を制御する制御装置40のブロック図を示す。制御装置40は、CPUやメモリ等により構成された電子ユニットであり、メモリに保持された制御プログラムをCPUで実行することにより、回転半径調節機構4の偏心量を制御する機能を果たす。
FIG. 7 shows a block diagram of a
また、制御装置40には、入力軸2の駆動力(トルク)、変速比、出力軸3の回転速度に関連させて、一方向クラッチ17の耐久性の低下を防止できる限界値(最大値)の調節用駆動源14の駆動力(最大トルク)を予め実験等によって求めて、求められた最大トルクを、入力軸2の駆動力(トルク)、変速比、出力軸3の回転速度に関連させた状態でテーブル又はマップの情報として記憶する記憶部40aが設けられている。
Further, the
走行用駆動源50には、走行用駆動源50の回転数を検出する入力側回転数検出部52と、走行用駆動源50が出力する駆動力(トルク)を検出する駆動力検出部54とが設けられている。制御装置40は、入力側回転数検出部52が検出した走行用駆動源50の入力側回転数の情報を受信可能であり、且つ、駆動力検出部54が検出した走行用駆動源50が出力する駆動力(トルク)の情報を受信可能に構成されている。
The
また、無段変速機1には、出力軸3の回転数を検出する出力側回転数検出部56が設けられている。制御装置40は、出力側回転数検出部56が検出した出力軸3の回転数を検出した出力側回転数の情報を受信可能に構成されている。
Further, the continuously
制御装置40には、受信した入力側回転数と出力側回転数とから変速比を算出する処理部40bが設けられている。即ち、本実施形態の処理部40bは、本発明の変速比を検出する変速比検出部の機能を兼ねている。また、制御装置40は車速やアクセル開度等の所定の車両情報を受信可能に構成されており、処理部40bは、所定の車両情報に基いて、目標変速比を設定し、無段変速機1の変速比が目標変速比となるように、調節用駆動源14の作動を制御するプログラムも格納されている。
The
図8は、横軸を時間(又は、入力軸2の回転角度)、縦軸を角速度として、1つの揺動リンク18の揺動端部18aの角速度と、出力軸3の回転速度との関係を示している。図8(a)にハッチングで示すように、揺動端部18aの角速度が出力軸3の回転速度を上回る領域、及び揺動端部18aの角速度が出力軸3の回転速度を下回った後の一方向クラッチ17の捩れ(数度の捩れ)が開放されるまでの領域で、てこクランク機構20を介して入力軸2から出力軸3に駆動力が伝達される。
FIG. 8 shows the relationship between the angular velocity of the
ここで、図8(b)に図8(a)とは異なるハッチングで示すように、車両が急減速した場合など出力軸3の回転速度が瞬間的に著しく低下すると、入力軸2から出力軸3に伝達される駆動力が急激に増加する。入力軸2から出力軸3に伝達される駆動力が急激に増加すると、一方向クラッチ17や出力軸3に無理な力が掛かり、耐久性低下、寿命低下の虞がある。
Here, as shown in FIG. 8B by hatching different from that in FIG. 8A, when the rotational speed of the
そこで、本実施形態の無段変速機1の制御装置40においては、図9に示す処理を所定のサイクルタイムで実行することにより、出力軸3の回転速度が急低下しても一方向クラッチ17の耐久性低下を防止できるようにしている。
Therefore, in the
以下に、図9に示す処理を詳細に説明する。まず、制御装置40の処理部40bは、図9のステップ1で、入力側回転数検出部52で検出された入力側回転数と、駆動力検出部54で検出された入力側の駆動力と、処理部40bで求められた変速比とから、現在の変速比を維持するために調節用駆動源14が出力する必要がある駆動力(トルク)Tpを求める。このときに必要なテーブル又はマップのデータも記憶部40aに予め記憶されている。即ち、本実施形態の処理部40bは、本発明の調節用駆動力検出部の機能も兼ね備えており、ステップ1の処理が本発明の調節用駆動力検出部の処理に該当する。
The process shown in FIG. 9 will be described in detail below. First, the
また、出力側回転数検出部56で検出された出力側回転数に基いて、記憶部40aに記憶されたデータから最大トルクTmaxを求める。即ち、本実施形態の処理部40bは、本発明の最大調節用駆動力設定部の機能も兼ね備えており、ステップ1の処理が本発明の最大調節用駆動力設定部の処理に該当する。
Further, based on the output side rotational speed detected by the output side rotational
次いで、ステップ2に進み、現在の駆動力Tpが最大トルクTmax以下であるか否かを判定する。現在の駆動力Tpが最大トルクTmax以下である場合(図9のSTEP2で「Yes」の場合)には、そのまま今回の処理を終了する。現在の駆動力Tpが最大トルクTmaxを超える場合(図9のSTEP2で「No」の場合)には、ステップ3に進み、制御装置40は、調節用駆動源14の駆動力Tp(出力トルク)を「0」とするゼロトルク制御を実行する。
Next, the process proceeds to step 2, and it is determined whether or not the current driving force Tp is equal to or less than the maximum torque Tmax. If the current driving force Tp is equal to or less than the maximum torque Tmax (in the case of “Yes” in
即ち、本実施形態の処理部40bは、本発明の駆動力制御部としての機能も変え備えており、ステップ2及びステップ3が本発明の駆動力制御部の処理に該当する。
That is, the
本実施形態の制御装置40によれば、図9のステップ2で、調節用駆動源14の駆動力Tpが、最大調節用駆動力としての最大トルクTmaxを超える場合には、図9のステップ3で、調節用駆動源14が出力する駆動力を「0」とするゼロトルク制御を実行する。
According to the
これにより、出力軸3の回転数が瞬間的に大きく低下して、調節用駆動源14の駆動力Tpが、最大調節用駆動力としての最大トルクTmaxを超えることとなっても、調節用駆動源14が出力する駆動力が「0」とされるため、調節要素としてのピニオンシャフト7が自由回転する状態となる。
As a result, even if the rotational speed of the
従って、走行用駆動源50からの駆動力が入力軸2を介して入力要素としてのカムディスク5に伝達されても、入力要素としてのカムディスク5のトルクは、調節要素としてのピニオンシャフト7の空転によって受け流され、出力軸3側には伝達されない。
Therefore, even if the driving force from the traveling
これにより、図10に示すように、出力軸3の回転速度が急激に低下して一方向クラッチ17の耐久性が低下する虞がある場合であっても、ゼロトルク制御を実行することにより、回転半径調節機構4の偏心量R1が速やかに減少し、一方向クラッチ17を保護し、一方向クラッチ17の耐久性の低下を防止することができる。
As a result, as shown in FIG. 10, even if there is a possibility that the rotational speed of the
なお、本実施形態においては、一方向クラッチ17の耐久性の低下を防止するものを説明したが、本発明の制御装置はこれに限らない。例えば、出力軸3の耐久性の低下を防止するものであってもよい。この場合、記憶部40aに、入力軸2の駆動力(トルク)、変速比、出力軸3の回転速度に関連させて、出力軸3の耐久性の低下を防止できる限界値(最大値)の調節用駆動源14の駆動力(最大トルク)を予め実験等によって求めて、求められた最大トルクを入力軸2の駆動力(トルク)、変速比、出力軸3の回転速度に関連させた状態でテーブル又はマップの情報として記憶させればよい。
In the present embodiment, the one that prevents a decrease in the durability of the one-way clutch 17 has been described. However, the control device of the present invention is not limited to this. For example, the durability of the
また、本実施形態においては、一方向回転阻止機構として、一方向クラッチ17を用いているが、本発明の一方向回転阻止機構は、これに限らず、揺動リンク18から出力軸3にトルクを伝達可能な揺動リンク18の出力軸3に対する回転方向を切換自在に構成される二方向クラッチ(ツーウェイクラッチ)で構成してもよい。
In the present embodiment, the one-way clutch 17 is used as the one-way rotation prevention mechanism. However, the one-way rotation prevention mechanism of the present invention is not limited to this, and torque is applied from the
また、本実施形態においては、回転半径調節機構4として、入力軸2と一体に回転するカムディスク5と、回転ディスク6とを備えるものを説明したが、本発明の回転半径調節機構4は、これに限らない。例えば、回転半径調節機構を、中心から偏心して穿設された貫通孔を有する円盤状の回転ディスクと、貫通孔の内周面に設けられたリングギアと、入力軸に固定されリングギアに噛合する第1ピニオンと、調節用駆動源からの駆動力が伝達されるキャリアと、キャリアで自転及び公転自在に夫々軸支されると共にリングギアに夫々噛合する2つの第2ピニオンとで構成してもよい。この場合、入力要素は第1ピニオン、調節要素はキャリアとなる。
Moreover, in this embodiment, although the thing provided with the
1 無段変速機
2 入力軸
2a 切欠孔
3 出力軸
4 回転半径調節機構
5 カムディスク(入力要素)
6 回転ディスク
6a 受入孔
6b 内歯
7 ピニオンシャフト(調節要素)
7a 外歯
8 差動機構(遊星歯車機構)
8a 差動機構ケース
9 サンギア
10 第1リングギア
11 第2リングギア
12 段付きピニオン
12a 大径部
12b 小径部
13 キャリア
14 調節用駆動源(電動機)
14a 回転軸
15 コネクティングロッド
15a 大径環状部
15b 小径環状部
15c 潤滑油孔
16 コンロッド軸受
17 一方向クラッチ(一方向回転阻止機構)
18 揺動リンク
18a 揺動端部
18b 突片
18c 貫通孔
19 連結ピン
20 てこクランク機構(四節リンク機構)
21 油路パイプ
21a 吐出孔
22 境界平面
30 変速機ケース
40 制御装置
40a 記憶部
40b 処理部(変速比検出部、調節用駆動力検出部、最大調節用駆動力設定部、駆動力制御部)
50 走行用駆動源
52 入力側回転数検出部
54 駆動力検出部
56 出力側回転数検出部
60 駆動輪
P1 入力中心軸線
P2 カムディスクの中心点
P3 回転ディスクの中心点
Ra P1とP2の距離
Rb P2とP3の距離
R1 偏心量(P1とP3の距離)
θ1 回転半径調節機構の回転角度
θ2 揺動範囲。
DESCRIPTION OF
6 Rotating
7a External teeth 8 Differential mechanism (planetary gear mechanism)
8a
18
21 Oil passage pipe 21a Discharge hole 22
50 Traveling
rotation angle theta 2 swing range of θ1 rotational radius adjusting mechanism.
Claims (2)
前記入力軸と平行に配置された出力軸と、
前記出力軸に揺動自在に軸支される揺動リンクを有し、前記入力軸の回転運動を前記揺動リンクの揺動運動に変換する複数のてこクランク機構と、
前記揺動リンクと前記出力軸との間に設けられ、前記出力軸に対して一方側に相対回転しようとするときに前記出力軸に該揺動リンクを固定し、他方側に相対回転しようとするときに前記出力軸に対して該揺動リンクを空転させる一方向回転阻止機構とを備え、
前記てこクランク機構が、調節用駆動源と、該調節用駆動源の駆動力を用いて前記入力軸側の回転運動の半径を調節自在な回転半径調節機構と、該回転半径調節機構と前記揺動リンクとを連結するコネクティングロッドとを備えた無段変速機の制御装置であって、
前記回転半径調節機構は、前記入力軸と一体に回転する入力要素と、前記調節用駆動源により回転する調節要素とを備え、前記入力要素と前記調節要素との回転数が一致するときに前記入力軸側の回転運動の半径が維持され、前記入力要素と前記調節要素との回転数が異なるときに前記入力軸側の回転運動の半径が変化するように構成され、
前記入力軸の回転数を検出する入力側回転数検出部と、
前記入力軸の駆動力を検出する駆動力検出部と、
変速比を検出する変速比検出部と、
前記入力側回転数検出部で検出された回転数と、前記駆動力検出部で検出された駆動力と、前記変速比検出部で検出された変速比とに基いて、前記調節用駆動源が前記調節要素に伝達してる駆動力を算出する調節用駆動力検出部と、
所定部品の耐久性に基いて設定される最大調節用駆動力を求める最大調節用駆動力設定部と、
前記調節用駆動力検出部で検出された駆動力と前記最大調節用駆動力設定部で設定された最大調節用駆動力とを比較して、前記調節用駆動力検出部で検出された駆動力が前記最大調節用駆動力設定部で設定された最大調節用駆動力を超える場合には、前記調節用駆動源が出力する駆動力を「0」とする駆動力制御部とを備えることを特徴とする無段変速機の制御装置。 An input shaft to which driving force from the driving source for traveling is transmitted;
An output shaft disposed parallel to the input shaft;
A plurality of lever crank mechanisms that have a swing link that is pivotally supported by the output shaft, and that converts a rotational motion of the input shaft into a swing motion of the swing link;
The swing link is provided between the swing link and the output shaft, and the swing link is fixed to the output shaft when attempting to rotate relative to the output shaft and relatively rotated toward the other side. A one-way rotation prevention mechanism that idles the swing link with respect to the output shaft when
The lever crank mechanism includes an adjustment drive source, a rotation radius adjustment mechanism capable of adjusting a radius of rotational motion on the input shaft side using a drive force of the adjustment drive source, the rotation radius adjustment mechanism, and the swinging mechanism. A control device for a continuously variable transmission comprising a connecting rod for connecting a dynamic link,
The turning radius adjustment mechanism includes an input element that rotates integrally with the input shaft, and an adjustment element that is rotated by the adjustment drive source, and when the rotational speeds of the input element and the adjustment element coincide with each other, The radius of the rotational motion on the input shaft side is maintained, and the radius of the rotational motion on the input shaft side is changed when the rotational speeds of the input element and the adjustment element are different,
An input side rotational speed detection unit for detecting the rotational speed of the input shaft;
A driving force detector for detecting the driving force of the input shaft;
A transmission ratio detection unit for detecting the transmission ratio;
Based on the rotational speed detected by the input-side rotational speed detection unit, the driving force detected by the driving force detection unit, and the speed ratio detected by the speed ratio detection unit, the adjustment drive source is An adjustment driving force detector for calculating the driving force transmitted to the adjustment element;
A maximum adjustment driving force setting unit for obtaining a maximum adjustment driving force set based on the durability of a predetermined part;
The driving force detected by the adjusting driving force detecting unit by comparing the driving force detected by the adjusting driving force detecting unit with the maximum adjusting driving force set by the maximum adjusting driving force setting unit. A driving force control unit that sets the driving force output from the adjustment driving source to “0” when the driving force exceeds the maximum adjusting driving force set by the maximum adjusting driving force setting unit. A control device for a continuously variable transmission.
前記所定部品は、前記一方向回転阻止機構であることを特徴とする無段変速機の制御装置。 A control device for a continuously variable transmission according to claim 1,
The control device for a continuously variable transmission, wherein the predetermined component is the one-way rotation prevention mechanism.
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