JP5942877B2 - ベルト式無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両に搭載されるベルト式無段変速機であって、特に、プーリに押圧力を与えるための推力装置にトルクカム機構を用いた構成のベルト式無段変速機を制御対象にしたベルト式無段変速機の制御装置に関するものである。

ベルト式無段変速機は、駆動側のプーリと従動側のプーリとの間で、それら２つのプーリに巻き掛けたベルトを介して動力を伝達し、かつ変速比を連続的に変化させることのできる動力伝達装置である。このようなベルト式無段変速機を車両に搭載した場合、走行中の車両が停止する際には、その後の再発進に備えて、予めベルト式無段変速機の変速比を最減速側の変速比もしくは発進用の大きな変速比に設定しておく必要がある。ベルト式無段変速機は、その構成上、プーリが回転していない状態では変速比を容易に変化させることができないためである。このことは、ベルトとプーリとの間に潤滑油を供給する必要のないいわゆる乾式のベルト式無段変速機でより顕著である。乾式のベルト式無段変速機では、ベルトとプーリとの間の摩擦係数が高く、プーリが回転していない状態ではプーリに対するベルトの位置を移動させること、すなわちベルトの巻き掛かり径を変化させることが困難である。

上記のようなベルト式無段変速機の停止および再発進時の変速比制御に関連する発明の一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されているベルト式無段変速機は、プライマリシーブ（駆動プーリ）およびセカンダリシーブ（従動プーリ）のＶ溝にベルトが巻き掛けられ、各シーブの溝幅を変えることによって、変速比を無段階に制御するように構成された車両用の変速機である。そのベルト式無段変速機のプライマリシーブおよびセカンダリシーブは、それぞれ回転軸に取り付けられた固定フランジおよび可動フランジから構成されている。このうち、プライマリシーブは、そのＶ溝の溝幅がプライマリシーブの可動フランジを電動モータで移動させることにより調整されるように構成されている。一方、セカンダリシーブは、可動フランジがスプリングおよびトルクカムによって溝幅を狭める方向に付勢されるように構成されている。

そして、この特許文献１に記載されているベルト式無段変速機は、プライマリシーブの可動フランジのフランジ位置が検出されるとともに、車両が急制動されて停止した場合には、再発進する際に、急制動時におけるフランジ位置にプライマリシーブの可動フランジが位置するように電動モータが制御される構成となっている。

なお、特許文献２には、無段変速機を有する車両の制御装置に関する発明であって、車両停止直前に、無段変速機の変速比を最大減速側へ制御するロー戻しと、そのロー戻しの実行中にエンジントルクを一時的に増加するロー戻しアシストとを実行する制御が記載されている。

また、特許文献３には、入力側カム部材と出力側カム部材との間でトルクを伝達し、かつトルクの回転軸方向に推力を発生させるトルクカム装置に関する発明が記載されている。そしてこの特許文献３には、セカンダリプーリの可動シーブと固定シーブとの間にベルト挟圧力を発生させるために、上記のトルクカム装置を設けたベルト式無段変速機が記載されている。

特開２００７−２３２１４７号公報 特開２００５−１７０２３３号公報 特開２００８−５１１７７号公報

上記の特許文献１に記載された発明は、その特許文献１で開示しているように、プライマリシーブのベルト巻き掛け径を変速マップに基づいて電動モータで制御する電子制御式のベルト式無段変速機において、車両が急制動されて停止した場合に、その後の再発進が不可能になってしまうといった課題を解決するための発明である。すなわち、上記のように電動モータを用いて変速制御を行う電子制御式のベルト式無段変速機では、急制動により車両が停止した場合には、セカンダリシーブがベルトを挟み込んだまま停止する。一方、プライマリプーリが変速マップに基づき車速が０であることによりＬｏｗの位置に戻ってしまう。その結果、プライマリシーブに対してベルトが撓んでしまい、再発進時にプライマリシーブとベルトとの間で動力伝達ができずに発進不能の状態に陥ってしまうといった課題があった。

それに対して、上記の特許文献１に記載された発明では、車両が急制動されて停止した場合には、急制動時におけるプライマリシーブの可動フランジの位置を再現するように変速制御用の電動モータが制御される。そのため、上記の特許文献１に記載された発明によれば、急制動後の再発進を確実に行うことができる、とされている。しかしながら、車両の急制動時には、ベルト式無段変速機のベルトが発進に適した最減速側まで戻り切っていない場合も想定される。すなわち、急制動時におけるプライマリシーブの可動フランジの位置が必ずしも車両が発進するための最適な位置にまで戻っているとは限らない。そのため、その後の再発進の際に、発進に適した変速比が設定されないことにより、発進のための十分な駆動力を得ることができず、車両を適切に発進させることができない可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、車両が停止した場合には常に、変速比を最大変速比もしくは発進に適した大きな変速比に設定することができ、車両が急制動されて停止した場合であっても、車両を適切に再発進させることのできるベルト式無段変速機の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車両に搭載されるベルト式無段変速機であって、それぞれプーリ軸と一体の固定シーブと回転軸線方向で移動可能な可動シーブとから構成されるプライマリプーリおよびセカンダリプーリと、前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリに巻き掛けられてそれら各プーリの間で動力を伝達する伝動ベルトと、前記プライマリプーリの前記可動シーブを前記プーリ軸方向に動作させることにより変速比を制御する変速装置と、前記セカンダリプーリの前記可動シーブを前記固定シーブ側へ押圧する推力を発生させる推力装置とを備えたベルト式無段変速機の制御装置において、前記推力装置は、それぞれ前記セカンダリプーリの前記回転軸線方向で互いに対向して配置された第１カム部材および第２カム部材を有し、前記第１カム部材と前記第２カム部材との間を通過するトルクの大きさに応じて前記推力を発生させるトルクカム機構により構成されるとともに、前記第１カム部材が、前記セカンダリプーリの前記可動シーブと共に前記セカンダリプーリの前記回転軸線方向で移動可能にかつ前記セカンダリプーリの前記可動シーブと一体回転するように設置され、前記第２カム部材が、前記セカンダリプーリの前記回転軸線方向には移動不可能にかつ所定の可動範囲で前記第１カム部材に対して相対回転可能に設置されていて、前記車両が停止した際に前記変速比が最大変速比もしくは前記車両の発進に適した発進変速比に設定されていない場合に、前記第１カム部材を前記第２カム部材に対して相対回転させるとともに、前記変速装置を作動させて前記変速比を前記最大変速比もしくは前記発進変速比に設定する発進変速手段を備えていることを特徴とする制御装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１カム部材の前記第２カム部材に対する相対回転位置を検出する位置検出手段を更に備え、前記発進変速手段が、前記位置検出手段により検出された前記相対回転位置を基に前記第１カム部材が前記第２カム部材に対して相対回転が可能な方向を判断するとともに、前記変速装置を作動させる際に、前記第１カム部材を前記相対回転が可能な方向へ回転させる手段を含むことを特徴とする制御装置である。

請求項１の発明によれば、車両に搭載されたベルト式無段変速機において、車両が停止し、その後再発進する際には、常に、ベルト式無段変速機の変速比を最大変速比、もしくは車両の発進に適した大きな変速比すなわち発進変速比に設定しておくことができる。例えば、車両が急制動されて停止した場合は、変速比が最大変速比もしくは発進変速比まで戻る前にベルト式無段変速機のプーリの回転が停止してしまうことがある。それに対してこの請求項１の発明によれば、プライマリプーリに設けられた変速装置とセカンダリプーリに設けられた推力装置とを制御することにより、再発進の前に、プーリを回転させてベルト式無段変速機の変速比を最大変速比もしくは発進変速比に設定しておくことができる。そのため、急制動により車両が停止した場合であっても、車両が停止した際には、常に、適切な変速比を設定しておくことができ、発進のための十分な駆動力を得ることができる。したがって、車両を適切に発進させることができる。

また、請求項２の発明によれば、上記のように車両が停止した際にベルト式無段変速機の変速比が最大変速比もしくは発進変速比に設定されていない場合に、プーリを回転させてベルト式無段変速機の変速比を変化させる際には、推力装置のトルクカム機構における第１カム部材の位置が検出され、その位置の検出結果に基づいて第１カム部材を回転させることが可能な方向が判断される。すなわち、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの回転可能な方向が判断される。そして、その検出および判断結果に基づいて変速装置と推力装置とを制御することにより、プーリを回転させてベルト式無段変速機の変速比が変化させられる。そのため、車両の停止時に、ベルト式無段変速機の変速比を、確実にかつ容易に、発進に適した最大変速比もしくは発進変速比に設定することができる。

この発明で制御の対象とする車両およびベルト式無段変速機の構成および制御系統の一例を示す模式図である。 図１に示すベルト式無段変速機に設けられる推力装置（トルクカム機構）の基本的な構成を説明するための模式図である。 この発明に係るベルト式無段変速機の制御装置による制御の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明で制御の対象とする車両およびベルト式無段変速機の他の構成例を示す模式図である。 この発明で制御の対象とする車両およびベルト式無段変速機の他の構成例を示す模式図である。

次に、この発明を図面に示す具体例を参照して説明する。この発明に係る制御装置は、車両に搭載されるベルト式無段変速機を制御の対象としている。そのベルト式無段変速機の構成の一例を図１に示してある。図１に示すベルト式無段変速機１は、プライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３がそれぞれの回転軸線を互いに平行にして配置されている。

プライマリプーリ２は、エンジンなどの車両Ｖｅの駆動力源４からトルクが入力されるプーリであって、固定シーブ２ａと可動シーブ２ｂとによって構成されている。固定シーブ２ａは、入力軸５に一体化されており、これに対して可動シーブ２ｂは、固定シーブ２ａに対向した状態で入力軸５に、その回転軸線方向には移動可能に、かつ回転方向には入力軸５と一体となって回転するように、嵌合させられている。これら固定シーブ２ａおよび可動シーブ２ｂの互いに対向する面は、いわゆるコーン面と称されるようにテーパ状に形成されていて、これらの対向面の間が伝動ベルト６を巻き掛けるベルト溝となっている。したがって、プライマリプーリ２は、可動シーブ２ｂを回転軸線方向に移動させることにより、ベルト溝の幅が変化し、それに応じて伝動ベルト６の巻き掛け半径が大小に変化するように構成されている。

また、プライマリプーリ２には、可動シーブ２ｂを回転軸線方向に移動させる変速装置７が設けられている。このベルト式無段変速機１における変速装置７は、変速用の電動モータ８を動力源とする機械式アクチュエータによって構成されている。その機械式アクチュエータは、この図１に示す例では、送りねじ機構９によって構成されている。

具体的には、外周部にねじ山が形成されたねじ軸９ａが、上記の入力軸５と平行に配置され、入力軸５を支持している軸受１０の固定部分と共に、回転不可能なようにハウジング等に固定されている。また、ねじ軸９ａのねじ山に嵌まり合っているねじ溝が内周部に形成されたスライダギヤ９ｂが、スラスト軸受１１を介して可動シーブ２ｂに取り付けられている。すなわち、スライダギヤ９ｂは、入力軸５の回転方向に回転可能で、かつ回転軸線方向には可動シーブ２ｂに一体化された状態で可動シーブ２ｂに取り付けられている。そして、スライダギヤ９ｂは、大径の外歯歯車であって、電動モータ８の回転軸に取り付けられた小径のピニオンギヤ８ａに噛み合っている。すなわち、送りねじ機構９は、ピニオンギヤ８ａとスライダギヤ９ｂとから構成される減速歯車機構を介して電動モータ８に連結されている。なお、電動モータ８は、スライダギヤ９ｂと一体に入力軸５の回転軸線方向へ移動可能なように、所定の可動部材に取り付けられている。

したがって、電動モータ８によってスライダギヤ９ｂを正回転させること、あるいは逆回転させることにより、プライマリプーリ２の可動シーブ２ｂが固定シーブ２ａに対して接近してベルト溝の溝幅が狭くなる、あるいは反対に固定シーブ２ａから離れてベルト溝の溝幅が広くなるように構成されている。

一方、セカンダリプーリ３は、上記のプライマリプーリ２と同様に、固定シーブ３ａと可動シーブ３ｂとによって構成されている。そして、これら固定シーブ３ａおよび可動シーブ３ｂの対向面すなわちコーン面が、それぞれテーパ状に形成されている。したがって、固定シーブ３ａおよび可動シーブ３ｂの対向面の間隔であるベルト溝の溝幅が、固定シーブ３ａと可動シーブ３ｂとの間の間隔に応じて変化し、その溝幅の変化に応じて伝動ベルト６の巻き掛け半径が大小に変化するように構成されている。固定シーブ３ａは出力軸１２に一体化されており、これに対して可動シーブ３ｂは、出力軸１２の回転軸線方向に移動可能に、かつ回転方向には出力軸１２と一体となって回転するように、出力軸１２に嵌合されている。

また、セカンダリプーリ３には、可動シーブ３ｂの背面側（固定シーブ３ａとは反対側）に、可動シーブ３ｂを固定シーブ３ａ側に押す押圧力、すなわち推力を発生するための推力装置１３が設けられている。そして、その推力装置１３からトルクを出力するように構成されている。すなわち、推力装置１３は、出力用の回転部材である出力ギヤ１４に連結され、その出力ギヤ１４からデファレンシャルギヤ１５を介して駆動輪１６にトルクを出力するように構成されている。

そして、このベルト式無段変速機１における推力装置１３は、それぞれセカンダリプーリ３の回転軸線方向で互いに対向して配置された第１カム部材１７ａおよび第２カム部材１７ｂを有していて、それら第１カム部材１７ａと第２カム部材１７ｂとの間を通過するトルクの大きさに応じて上記のような推力を発生させるトルクカム機構１７によって構成されている。

具体的には、トルクカム機構１７の第１カム部材１７ａは、セカンダリプーリ３の可動シーブ３ｂと共にセカンダリプーリ３の回転軸線方向で移動可能にかつ可動シーブ３ｂと一体回転するように、可動シーブ３ｂの背面に取り付けられている。一方、第２カム部材１７ｂは、固定シーブ３ａおよび出力軸１２と共に、軸受１８によって回転自在にハウジング等に支持されている。そして、図２に示すように、第２カム部材１７ｂのカム面、すなわち第１カム部材１７ａとの対向面が、所定の角度で傾斜した傾斜面１７ｃになっている。そして、その傾斜面に当接して配置されている第１カム部材１７ａと共に、いわゆる斜板カム機構を形成している。したがって、第２カム部材１７ｂは、出力軸１２の回転軸線方向には移動不可能にかつ所定の可動範囲で第１カム部材１７ａに対して相対回転可能に設置されている。

さらに、上記のトルクカム機構１７には、第１カム部材１７ａの第２カム部材１７ｂに対する相対回転位置を検出するための位置センサ１９が設けられている。この位置センサ１９によって第１カム部材１７ａの相対回転位置を検出することにより、現時点における第１カム部材１７ａの回転可能な方向を判断することができるようになっている。

このように、トルクカム機構１７は、第１カム部材１７ａと第２カム部材１７ｂとの間を通過するトルクの大きさに応じて、可動シーブ３ｂを固定シーブ３ａ側へ押圧する推力を発生する構成となっている。すなわち、トルクカム機構１７は、第１カム部材１７ａと第２カム部材１７ｂとの間を通過するトルクが大きいほど、大きな推力を発生するように構成されている。したがって、上述の図２に示すように、入力軸５に入力されたトルクが増幅されて出力軸１２から出力される最減速の状態では、可動シーブ３ｂがトルクカム機構１７で発生する大きな推力によって、最も固定シーブ３ａ側に押圧される。すなわち、最減速の状態では、トルクカム機構１７に伝達されるトルクが大きくなるので、第１カム部材１７ａと第２カム部材１７ｂとの間を通過するトルクが大きくなる。そのため、トルクカム機構１７で発生する推力も大きくなり、その大きな推力により可動シーブ３ｂが固定シーブ３ａ側へ押圧される。その結果、最減速の状態、すなわちベルト式無段変速機１における最大変速比が設定される。反対に、入力軸５に入力されたトルクの回転数が増速されて出力軸１２から出力される最増速の状態では、トルクカム機構１７で発生する推力が最も小さくなり、またプライマリプーリ２側のベルト巻き掛かり径が大きくなり、セカンダリプーリ３に作用する伝動ベルト６の張力が増大する。その結果、可動シーブ３ｂが、最も固定シーブ３ａから離れた位置に移動する。すなわちベルト式無段変速機１における最小変速比が設定される。

なお、上記の具体例では、トルクカム機構１７がいわゆる斜板カム機構により構成された例を示しているが、この発明におけるトルクカム機構１７は、上記のような斜板カム機構に限定されるものではなく、その他のカム機構によって構成することもできる。要は、この発明のトルクカム機構１７は、上記の第１カム部材１７ａおよび第２カム部材１７ｂにように、対向する２つの回転部材の間を通過するトルクの大きさに応じて、回転軸方向の推力を発生する機構であればよい。より具体的には、対向する２つの回転部材が相対回転し、それら２つの回転部材の間を通過するトルクが大きくなるほど、回転軸方向に大きな推力を発生する機構であればよい。そのようなトルクカム機構の基本的な原理や詳細な構成等に関しては、例えば、前述の特開２００８−５１１７７号公報（特許文献３）や、特許第４１２６９８６号公報、あるいは特開２０１０−２１５０７９号公報などに記載されているように周知であるため、より詳細な説明は省略する。

上記のように構成されたベルト式無段変速機１は、発進機構２０および前後進切替機構２１を介して、車両Ｖｅの駆動力源４に連結されている。発進機構２０は、例えばトルクコンバータや発進クラッチなど、車両Ｖｅの発進時に駆動力源４が出力するトルクを、スムーズにかつ適切にベルト式無段変速機１側へ伝達するための機構である。また、前後進切替機構２１は、駆動力源４から出力されたトルクの回転方向を設定するための機構である。例えば、車両Ｖｅを前進させるために駆動力源４の出力トルクをそのままの回転方向でベルト式無段変速機１のプライマリプーリ２に伝達する前進方向、車両Ｖｅを後進させるために駆動力源４の出力トルクを回転方向を反転してベルト式無段変速機１のプライマリプーリ２に伝達する後進方向、および駆動力源４とベルト式無段変速機１との間の動力伝達を遮断したニュートラルの状態を設定できるように構成されている。

そして、上記のベルト式無段変速機１における変速装置７、発進機構２０、および前後進切替機構２１などの動作をそれぞれ制御するために、電子制御装置２２が設けられている。この電子制御装置２２は、一例としてマイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータおよび予め記憶しているデータに基づいて所定のプログラムに従って演算を実行し、前進や後進あるいはニュートラルなどの各種の状態、および要求される変速比の設定などの制御を実行するように構成されている。

一方、電子制御装置２２には、車両Ｖｅ各部の各種センサ類からの検出信号や各種車載装置からの情報信号が入力されるように構成されている。例えば、前述したトルクカム機構１７の位置センサ１９、車速を求めるため車両Ｖｅの各車輪の回転速度（車輪速度）をそれぞれ検出する車輪速センサ２３、あるいはプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３の回転速度をそれぞれ検出するプーリ回転数センサ（図示せず）など、各種センサ等からの検出信号が、この電子制御装置２２に入力されるように構成されている。

上記のように構成された車両Ｖｅ用のベルト式無段変速機１において、例えば、増速方向に変速する場合、すなわち、プライマリプーリ２のベルト巻き掛かり径を増大させて、変速比を小さくする場合は、電動モータ８で大きなトルクを出力するように制御し、可動シーブ２ｂを固定シーブ２ａに近づける方向に変速装置７を動作させることにより、素早い変速を行うことができる。一方、減速方向に変速する場合、すなわち、プライマリプーリ２のベルト巻き掛かり径を減少させるとともに、セカンダリプーリ３のベルト巻き掛かり径を増大させて、変速比を大きくする場合には、電動モータ８を上記の増速変速の場合と逆回転のトルクを出力するように制御して変速装置７を動作させるとともに、推力装置１３による推力が必要になる。特に、車両Ｖｅが急制動されて停止する場合には、車速の低下に伴いベルト式無段変速機１を減速方向に変速させて、最終的には車両Ｖｅの再発進に備えて、変速比を最大にする、もしくは車両Ｖｅを発進させることが可能な大きな変速比を設定する必要がある。

ところが、車両Ｖｅの急制動時には、出力軸１２のトルク、すなわち推力装置１３のトルクカム機構１７に作用するトルクが小さいため、トルクカム機構１７で発生する推力も小さくなる。そのため、減速方向への素早い変速を行うことができず、急制動されて車両Ｖｅが停止するまでの間に、ベルト式無段変速機１を最大変速比もしくは発進に適した大きな変速比（すなわちこの発明における発進変速比）に設定しておくことができない場合がある。上記のように、車両Ｖｅが停止した際にベルト式無段変速機１で最大変速比もしくは発進変速比が設定されていないと、その後の車両Ｖｅの再発進をスムーズに行うことができない場合がある。特に、ベルト式無段変速機１が乾式である場合には、ベルトとプーリとの間の摩擦係数が高いので、プーリが回転していない状態では変速することが困難である。そのため、上記のように最大変速比もしくは発進変速比を設定できなかった場合は、再発進時に駆動力が不足してしまうおそれがある。

そこで、この発明に係るベルト式無段変速機の制御装置は、車両Ｖｅが停止した際にベルト式無段変速機１の変速比が最大変速比もしくは発進変速比に設定されていない場合であっても、車両Ｖｅの停止中に、ベルト式無段変速機１の変速比を最大変速比もしくは発進変速比に設定し、再発進に備えておくことができるように構成されている。

図３は、その制御の一例を説明するためのフローチャートである。このフローチャートで示されるルーチンは、車両Ｖｅが停止した場合に開始されるとともに、所定の短時間毎に繰り返し実行される。なお、車両Ｖｅの停止の判断は、例えば、前述したように車輪速センサ２３の検出値に基づいて、車速が０になった時点で車両Ｖｅが停止したと判断することができる。図３において、先ず、ベルト式無段変速機１の変速比が最減速側まで戻れたか否かが判断される（ステップＳ１）。すなわち、車両Ｖｅが停止した際に、ベルト式無段変速機１で最大変速比もしくは発進変速比が設定されているか否かが判断される。ここで言うところの発進変速比とは、車両Ｖｅの発進に適した大きな変速比、あるいは車両Ｖｅの発進が可能な大きな変速比のことである。

ベルト式無段変速機１の変速比が最減速側まで戻っている、すなわち、ベルト式無段変速機１で最大変速比もしくは発進変速比が設定されていることにより、このステップＳ１で肯定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。要するにこの場合は、既にベルト式無段変速機１で最大変速比もしくは発進変速比が設定されていることから、車両Ｖｅを適切に発進させることができる状態である。したがって、この場合は、既にベルト式無段変速機１で最大変速比もしくは発進変速比を設定するための制御を実行する必要がないので、このルーチンが一旦終了される。

これに対して、ベルト式無段変速機１の変速比が最減速側まで戻っていない、すなわち、ベルト式無段変速機１で最大変速比および発進変速比のいずれにも設定されていないことにより、ステップＳ１で否定的に判断された場合には、ステップＳ２へ進む。そして、トルクカム機構１７における第１カム部材１７ａの位置が検出される。すなわち、位置センサ１９により、第１カム部材１７ａの第２カム部材１７ｂに対する相対回転位置が検出される。それとともに、第１カム部材１７ａの回転方向が決定される。すなわち、位置センサ１９の検出結果を基に、第１カム部材１７ａの第２カム部材１７ｂに対する相対回転が可能な方向が判断され、第１カム部材１７ａを回転させる方向が決められる。

前述したように、トルクカム機構１７の第１カム部材１７ａがセカンダリプーリ３の可動シーブ３ｂに固定されているのに対し、第２カム部材１７ｂは、出力ギヤ１４やデファレンシャルギヤ１５を介して駆動輪１６に連結されている。したがって、車両Ｖｅが停止している場合には、第２カム部材１７ｂも回転が止められた状態になる。車両Ｖｅが停止する際には、車速が低下するのに従ってベルト式無段変速機１で設定される変速比が大きくなる。すなわち、ベルト式無段変速機１では減速側への変速が行われる。そのため、車両Ｖｅが停止した状態では、前述の図２に示すように、第１カム部材１７ａと第２カム部材１７ｂとの間には大きながたがある。そのため、第１カム部材１７ａは第２カム部材１７ｂに対していずれかの回転方向に相対回転することができる。そして、第１カム部材１７ａを回転揺動させることにより、セカンダリプーリ３の可動シーブ３ｂおよび固定シーブ３ａを回転揺動させること、すなわちセカンダリプーリ３を回転揺動させることができる。そしてさらに、そのセカンダリプーリ３に伝動ベルト６を介して動力伝達可能な状態で連結しているプライマリプーリ２も回転揺動させることができる。

上記のステップＳ２で、第１カム部材１７ａの回転方向が決められると、その回転方向へ第１カム部材１７ａが回転させられる。また、それとともに、変速装置７の電動モータ８が制御されて、プライマリプーリ２が減速側へ変速動作させられる（ステップＳ３）。すなわち、プライマリプーリ２の可動シーブ２ａが、固定シーブ２ｂから離れる側へ移動させられる。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。要するに、ベルト式無段変速機１で最大変速比もしくは発進変速比が設定されるまで、上述したステップＳ２およびステップＳ３の制御が繰り返し実行される。そして、最終的にベルト式無段変速機１の変速比が最大変速比もしくは発進変速比に設定されることにより、このルーチンを一旦終了する。

上記の制御内容をより具体的に説明すると、先ず、車両Ｖｅが停止した時点で、発進機構２０で駆動力源４とベルト式無段変速機１との間の動力伝達が遮断される。また、その時点のベルト式無段変速機１の変速比が最大変速比もしくは発進変速比であるか否かが判定される。車両Ｖｅの停止時にベルト式無段変速機１で最大変速比もしくは発進変速比を設定できなかった場合には、トルクカム機構１７の第１カム部材１７ａの相対回転位置から、回転揺動可能な方向が判定される。そして、その回転可能な方向に第１カム部材１７ａが回転するように、前後進切替機構２１でプライマリプーリ２の回転方向が設定される。そしてその後、車両Ｖｅが動かない範囲で、発進機構２０で動力が伝達される。例えば、発進機構２０が摩擦クラッチで構成されている場合には、摩擦クラッチを半係合状態に制御して、トルクカム機構１７の第１カム部材１７ａが回転させられる。それとともに、変速装置７の電動モータ８を回転させることにより、ベルト式無段変速機１が最減速側に変速させられる。

上記のようにトルクカム機構１７の第１カム部材１７ａを回転揺動させてベルト式無段変速機１を最減速側へ変速させる際に、更に変速が必要な場合、すなわちベルト式無段変速機１で未だ最大変速比もしくは発進変速比が設定されていない場合は、前後進切替機構２１を反転し、上記の回転方向とは反対の方向へ第１カム部材１７ａを回転揺動させて、同様に変速装置７を制御してベルト式無段変速機１の変速を行う。このような動作を繰り返すことにより、最終的にはベルト式無段変速機１で最大変速比もしくは発進変速比を設定することができる。

図４は、この発明で制御の対象とすることのできる車両Ｖｅおよびベルト式無段変速機１の他の構成例を示している。この図４に示す車両Ｖｅおよびベルト式無段変速機１では、駆動力源４としてガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどのエンジンが用いられていて、その駆動力源４とベルト式無段変速機１との間の動力伝達経路を接続および遮断する発進機構２０に、駆動力源４すなわちエンジン４を始動させるためのスタータモータ２４が設けられている。したがって、この図４に示す構成では、発進機構２０を駆動力源４とベルト式無段変速機１との間の動力伝達が可能な状態にするとともに、前後進切替機構２１をニュートラルの状態にして、スタータモータ２４を起動することにより、エンジンを回転させて始動させることができる。そして、発進機構２０で駆動力源４とベルト式無段変速機１との間の動力伝達を遮断した状態にするとともに、前後進切替機構２１を前進状態もしくは後進状態の動力伝達が可能な状態にして、スタータモータ２４を起動することにより、ベルト式無段変速機１のプライマリプーリ２を回転させることができる。

そして、この図４に示す構成であっても、前述の図１に示した構成の場合と同様に、図３のフローチャートに示したこの発明に係る制御を実行することができる。すなわち、先ず、車両Ｖｅが停止した時点で、発進機構２０で駆動力源４とベルト式無段変速機１との間の動力伝達が遮断される。また、前後進切替機構２１はそのまま動力伝達が可能は状態が維持される。また、その時点のベルト式無段変速機１の変速比が最大変速比もしくは発進変速比であるか否かが判定される。車両Ｖｅの停止時にベルト式無段変速機１で最大変速比もしくは発進変速比を設定できなかった場合には、トルクカム機構１７の第１カム部材１７ａの相対回転位置から、回転揺動可能な方向が判定される。そして、その回転可能な方向に第１カム部材１７ａが回転するように、前後進切替機構２１でプライマリプーリ２の回転方向が設定される。そしてその後、スタータモータ２４を起動させることにより、トルクカム機構１７の第１カム部材１７ａが回転させられる。それとともに、変速装置７の電動モータ８を回転させることにより、ベルト式無段変速機１が最減速側に変速させられる。

上記のようにトルクカム機構１７の第１カム部材１７ａを回転揺動させてベルト式無段変速機１を最減速側へ変速させる際に、更に変速が必要な場合、すなわちベルト式無段変速機１で未だ最大変速比もしくは発進変速比が設定されていない場合は、前後進切替機構２１を反転し、上記の回転方向とは反対の方向へ第１カム部材１７ａを回転揺動させて、同様に変速装置７を制御してベルト式無段変速機１の変速を行う。このような動作を繰り返すことにより、最終的にはベルト式無段変速機１で最大変速比もしくは発進変速比を設定することができる。なお、上記のように前後進切替機構２１を切り替える代わりに、スタータモータ２４を逆方向に回転させることにより、所望する回転方向へ第１カム部材１７ａを回転揺動させるようにすることもできる。

図５は、この発明で制御の対象とすることのできる車両Ｖｅおよびベルト式無段変速機１の更に他の構成例を示している。この図５に示す車両Ｖｅおよびベルト式無段変速機１では、駆動力源４としてガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどのエンジンが用いられている他に、補助駆動力源として駆動用モータ２５が設けられている。また、その駆動用モータ２５と駆動力源４との動力伝達経路を接続および遮断するクラッチ２６が設けられている。したがって、この図５に示す構成では、クラッチ２６で駆動力源４と駆動用モータ２５との間の動力伝達を遮断した状態にするとともに、前後進切替機構２１を前進状態もしくは後進状態の動力伝達が可能な状態にして、駆動用モータ２５を回転させることにより、ベルト式無段変速機１のプライマリプーリ２を回転させることができる。

そして、この図５に示す構成であっても、前述の図１に示した構成の場合と同様に、図３のフローチャートに示したこの発明に係る制御を実行することができる。すなわち、先ず、車両Ｖｅが停止した時点で、クラッチ２６で駆動力源４と駆動用モータ２５との間の動力伝達が遮断される。また、前後進切替機構２１はそのまま動力伝達が可能は状態が維持される。また、その時点のベルト式無段変速機１の変速比が最大変速比もしくは発進変速比であるか否かが判定される。車両Ｖｅの停止時にベルト式無段変速機１で最大変速比もしくは発進変速比を設定できなかった場合には、トルクカム機構１７の第１カム部材１７ａの相対回転位置から、回転揺動可能な方向が判定される。そして、その回転可能な方向に第１カム部材１７ａが回転するように、前後進切替機構２１でプライマリプーリ２の回転方向が設定される。そしてその後、駆動用モータ２５を回転させることにより、トルクカム機構１７の第１カム部材１７ａが回転させられる。それとともに、変速装置７の電動モータ８を回転させることにより、ベルト式無段変速機１が最減速側に変速させられる。

上記のようにトルクカム機構１７の第１カム部材１７ａを回転揺動させてベルト式無段変速機１を最減速側へ変速させる際に、更に変速が必要な場合、すなわちベルト式無段変速機１で未だ最大変速比もしくは発進変速比が設定されていない場合は、駆動用モータ２５をそれまでとは逆方向に回転させ、上記の回転方向とは反対の方向へ第１カム部材１７ａを回転揺動させて、同様に変速装置７を制御してベルト式無段変速機１の変速を行う。このような動作を繰り返すことにより、最終的にはベルト式無段変速機１で最大変速比もしくは発進変速比を設定することができる。なお、前述の図４に示した構成例の場合のように、前後進切替機構２１を切り替えることにより、所望する回転方向へ第１カム部材１７ａを回転揺動させるようにすることもできる。

以上のように、この発明に係るベルト式無段変速機の制御装置によれば、車両Ｖｅに搭載されたベルト式無段変速機１において、車両Ｖｅが停止し、その後再発進する際には、常に、ベルト式無段変速機１の変速比を最大変速比、もしくは車両Ｖｅの発進に適した大きな変速比すなわち発進変速比に設定しておくことができる。例えば、車両Ｖｅが急制動されて停止した場合であっても、プライマリプーリ２に設けられた変速装置７とセカンダリプーリ３に設けられた推力装置１２とを制御することにより、再発進の前に、各プーリ２，３を回転させてベルト式無段変速機１の変速比を最大変速比もしくは発進変速比に設定しておくことができる。そのため、車両Ｖｅが停止した際には、常に、車両Ｖｅが発進するために適切な変速比を設定しておくことができ、発進のための十分な駆動力を得ることができる。したがって、車両Ｖｅを適切に発進させることができる。

ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、ステップＳ３を実行する機能的手段が、この発明における「発進変速手段」に相当する。また、ステップＳ２を実行する機能的手段が、この発明における「位置検出手段」に相当する。

１…ベルト式無段変速機、 ２…プライマリプーリ、 ３…セカンダリプーリ、 ４…駆動力源、 ５…入力軸、 ６…伝動ベルト、 ７…変速装置、 ８…電動モータ、 ９…送りねじ機構、 １２…出力軸、 １３…推力装置、 １７…トルクカム機構、 １７ａ…第１カム部材、 １７ｂ…第２カム部材、 １９…位置センサ、 ２０…車輪速センサ、 ２３…電子制御装置、 Ｖｅ…車両。

Claims (2)

1. 車両に搭載されるベルト式無段変速機であって、それぞれプーリ軸と一体の固定シーブと回転軸線方向で移動可能な可動シーブとから構成されるプライマリプーリおよびセカンダリプーリと、前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリに巻き掛けられてそれら各プーリの間で動力を伝達する伝動ベルトと、前記プライマリプーリの前記可動シーブを前記プーリ軸方向に動作させることにより変速比を制御する変速装置と、前記セカンダリプーリの前記可動シーブを前記固定シーブ側へ押圧する推力を発生させる推力装置とを備えたベルト式無段変速機の制御装置において、
   前記推力装置は、それぞれ前記セカンダリプーリの前記回転軸線方向で互いに対向して配置された第１カム部材および第２カム部材を有し、前記第１カム部材と前記第２カム部材との間を通過するトルクの大きさに応じて前記推力を発生させるトルクカム機構により構成されるとともに、前記第１カム部材が、前記セカンダリプーリの前記可動シーブと共に前記セカンダリプーリの前記回転軸線方向で移動可能にかつ前記セカンダリプーリの前記可動シーブと一体回転するように設置され、前記第２カム部材が、前記セカンダリプーリの前記回転軸線方向には移動不可能にかつ所定の可動範囲で前記第１カム部材に対して相対回転可能に設置されていて、
   前記車両が停止した際に前記変速比が最大変速比もしくは前記車両の発進に適した発進変速比に設定されていない場合に、前記第１カム部材を前記第２カム部材に対して相対回転させるとともに、前記変速装置を作動させて前記変速比を前記最大変速比もしくは前記発進変速比に設定する発進変速手段を備えている
   ことを特徴とするベルト式無段変速機の制御装置。
   
2. 前記第１カム部材の前記第２カム部材に対する相対回転位置を検出する位置検出手段を更に備え、
   前記発進変速手段は、前記位置検出手段により検出された前記相対回転位置を基に前記第１カム部材が前記第２カム部材に対して相対回転が可能な方向を判断するとともに、前記変速装置を作動させる際に、前記第１カム部材を前記相対回転が可能な方向へ回転させる手段を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速機の制御装置。

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