JP6374448B2 - Belt type continuously variable transmission - Google Patents
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本発明は、入力軸に固設された固定側プーリ半体に対して前記入力軸に軸方向摺動自在に嵌合する可動側プーリ半体が接近・離間可能なドライブプーリと、出力軸に固設された固定側プーリ半体に対して前記出力軸に軸方向摺動自在に嵌合する可動側プーリ半体が接近・離間可能なドリブンプーリと、前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリに巻き掛けられた金属ベルトとを備え、前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリの溝幅を油圧で変化させることで変速比を変更可能であり、かつLOW変速比において前記ドライブプーリの可動側プーリ半体の開き位置を開きストッパにより規制可能なベルト式無段変速機に関する。 The present invention provides a drive pulley in which a movable pulley half, which is slidably fitted in the input shaft in an axially slidable manner with respect to a fixed pulley half fixed to the input shaft, and an output shaft, A driven pulley that can be slidably fitted to the output shaft in an axially slidable manner with respect to a fixed fixed pulley half, and a driven pulley that is capable of approaching and separating, and the drive pulley and the driven pulley are wound around A gear ratio can be changed by hydraulically changing the groove width of the drive pulley and the driven pulley, and the open position of the movable pulley half of the drive pulley at the LOW speed ratio. The present invention relates to a belt-type continuously variable transmission that can be controlled by a stopper.
ベルト式無段変速機がクリープ力を発生している停車中に変速比をLOWから僅かにOD側にずらし、そこから変速比をLOWに戻して車両を発進させることで、クリープ時の騒音や振動を防止しながら発進に必要な駆動力を確保するものが、下記特許文献1により公知である。 While the belt type continuously variable transmission is generating creep force, the gear ratio is shifted slightly from LOW to the OD side, and then the gear ratio is returned to LOW to start the vehicle, so that the noise during creep Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707 discloses a method for ensuring a driving force necessary for starting while preventing vibration.
しかしながら、上記従来のものは、車両の停車中の騒音や振動については考慮されているが、ドライブプーリの軸推力がドライブプーリおよび金属ベルト間の摩擦係数に及ぼす影響を考慮していないので、トルクコンバータが高ストールトルクを発生する発進時に、ドライブプーリの軸推力が不足して金属ベルトのスリップが発生し、動力伝達効率の低下や騒音の発生を招いたり、トルクコンバータが低ストールトルクを発生する発進時に、逆にドライブプーリの軸推力が過剰になって金属ベルトの寿命低下や動力伝達効率の低下を招いたりする可能性があった。 However, in the above-mentioned conventional one, although noise and vibration while the vehicle is stopped are considered, the influence of the axial thrust of the drive pulley on the coefficient of friction between the drive pulley and the metal belt is not taken into account. When the converter generates a high stall torque, the drive pulley's shaft thrust is insufficient, causing a slip of the metal belt, resulting in reduced power transmission efficiency and noise, and the torque converter generates a low stall torque. On the other hand, when the vehicle is started, the drive pulley has an excessive axial thrust, which may lead to a decrease in the life of the metal belt and a decrease in power transmission efficiency.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両の発進時における金属ベルトのスリップ防止、軸推力の低減、金属ベルトの寿命向上および動力伝達効率の向上を図ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to prevent slippage of a metal belt at the time of start of a vehicle, reduce axial thrust, improve the life of a metal belt, and improve power transmission efficiency.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、入力軸に固設された固定側プーリ半体に対して前記入力軸に軸方向摺動自在に嵌合する可動側プーリ半体が接近・離間可能なドライブプーリと、出力軸に固設された固定側プーリ半体に対して前記出力軸に軸方向摺動自在に嵌合する可動側プーリ半体が接近・離間可能なドリブンプーリと、前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリに巻き掛けられた金属ベルトとを備え、前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリの溝幅を油圧で変化させることで変速比を変更可能であり、かつLOW変速比において前記ドライブプーリの可動側プーリ半体の開き位置を開きストッパにより規制可能なベルト式無段変速機であって、停止状態からの車両の発進時に、前記車両を緩発進させるべくアクセルペダルがゆっくりと踏み込まれることでトルクコンバータから前記入力軸に入力されるストールトルクが所定値未満の場合には、前記ドライブプーリの軸推力を油圧および前記開きストッパの付き当て反力により与えるとともに、前記車両を急発進させるべくアクセルペダルが急激に踏み込まれることで前記トルクコンバータから前記入力軸に入力されるストールトルクが所定値以上の場合には、前記ドライブプーリの軸推力を油圧のみにより与えることを特徴とするベルト式無段変速機が提案される。 To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the movable side of the fixed side pulley half fixed to the input shaft is slidably fitted to the input shaft in the axial direction. A drive pulley that can move toward and away from the pulley half, and a movable pulley half that fits slidably in the axial direction to the output shaft with respect to the fixed pulley half fixed to the output shaft. A possible driven pulley, the drive pulley, and a metal belt wound around the driven pulley, the gear ratio can be changed by hydraulically changing the groove width of the drive pulley and the driven pulley, and a restriction can be belt-type continuously variable transmission by a stopper to open the open position of the movable pulley half of the drive pulley in the LOW gear ratio when the vehicle starts from a stopped state, slow onset of said vehicle If the stall torque is the accelerator pedal in order to input from the torque converter to the input shaft by being depressed slowly is less than the predetermined value, the reaction force against per the drive pulley stopper the axial thrust pressure and the opening of When the stall pedal input from the torque converter to the input shaft exceeds a predetermined value due to a sudden depression of the accelerator pedal to suddenly start the vehicle, the shaft thrust of the drive pulley is hydraulic only A belt type continuously variable transmission is proposed.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記ストールトルクの大小を前記トルクコンバータのステータ反力に基づいて判定することを特徴とするベルト式無段変速機が提案される。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the magnitude of the stall torque is determined based on a stator reaction force of the torque converter. A machine is proposed.
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、前記ストールトルクが所定値以上の場合の変速比は、前記ストールトルクが所定値未満の場合の変速比よりもOD側にずれていることを特徴とするベルト式無段変速機が提案される。 According to the invention described in claim 3, in addition to the configuration of claim 1 or 2, the gear ratio when the stall torque is greater than or equal to a predetermined value is the same as that when the stall torque is less than the predetermined value. A belt type continuously variable transmission is proposed that is shifted to the OD side with respect to the gear ratio.
また請求項4に記載された発明によれば、請求項1〜請求項3の何れか1項の構成に加えて、前記開きストッパは前記ドライブプーリの可動側プーリ半体の外周部に当接することを特徴とするベルト式無段変速機が提案される。 According to the invention described in claim 4, in addition to the structure of any one of claims 1 to 3, the opening stopper abuts on the outer peripheral portion of the movable pulley half of the drive pulley. A belt type continuously variable transmission is proposed.
また請求項5に記載された発明によれば、請求項4の構成に加えて、前記開きストッパは前記ドライブプーリの可動側プーリ半体との当接により軸方向に弾性的に移動可能であることを特徴とするベルト式無段変速機が提案される。 According to the invention described in claim 5, in addition to the structure of claim 4, the opening stopper is elastically movable in the axial direction by contact with the movable pulley half of the drive pulley. A belt type continuously variable transmission is proposed.
また請求項6に記載された発明によれば、請求項4または請求項5の構成に加えて、前記ドライブプーリは、前記可動側プーリ半体に固定されたシリンダに摺動自在に嵌合して油室を区画するピストンに設けられ、前記ピストンは前記入力軸に揺動可能かつ相対回転可能に支持されることを特徴とするベルト式無段変速機が提案される。 According to a sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fourth or fifth aspect, the drive pulley is slidably fitted into a cylinder fixed to the movable pulley half. A belt type continuously variable transmission is proposed in which the piston is provided in a piston that defines an oil chamber, and the piston is supported by the input shaft so as to be swingable and relatively rotatable.
請求項1の構成によれば、車両の発進時に、トルクコンバータから入力軸に入力されるストールトルクが所定値未満であり、車両の発進時におけるドライブプーリの可動側プーリ半体および開きストッパの当接によるドライブプーリおよび金属ベルト間の摩擦係数の低下が小さい場合には、ドライブプーリの軸推力を油圧および開きストッパの付き当て反力により与えるので、ストッパから可動側プーリ半体に作用するドライブプーリの閉じ方向の反力の分だけ油圧を低減しても金属ベルトのスリップを抑制することができ、油圧ポンプの必要駆動力の低減によりベルト式無段変速機の運転効率を高めることができる。 According to the configuration of the first aspect, when the vehicle starts, the stall torque input from the torque converter to the input shaft is less than a predetermined value, and the movable pulley half of the drive pulley and the contact of the opening stopper when the vehicle starts. When the decrease in the coefficient of friction between the drive pulley and the metal belt due to contact is small, the drive pulley's axial thrust is applied by the hydraulic pressure and the contact reaction force of the opening stopper, so the drive pulley acting on the movable pulley half from the stopper Even if the hydraulic pressure is reduced by the amount of the reaction force in the closing direction, the slip of the metal belt can be suppressed, and the driving efficiency of the belt type continuously variable transmission can be increased by reducing the required driving force of the hydraulic pump.
またトルクコンバータから入力軸に入力されるストールトルクが所定値以上であり、車両の発進時におけるドライブプーリの可動側プーリ半体および開きストッパの当接によるドライブプーリおよび金属ベルト間の摩擦係数の低下が大きい場合には、ドライブプーリの軸推力を油圧のみにより与えるので、開きストッパからの反力に起因する摩擦係数の低下を防止することができるだけでなく、開きストッパから可動側プーリ半体に作用するドライブプーリの閉じ方向の反力がドライブプーリの軸推力に影響を及ぼすことがなくなり、ドライブプーリの油圧を金属ベルトのスリップを抑制しながら必要なトルク伝達を行える値に的確に設定することが可能となる。しかもストッパからの反力を相殺するためにドリブンプーリの油圧を増加させてドライブプーリの可動側プーリ半体を開きストッパ側に付勢する必要がなくなるため、その分だけ必要な油圧を低減できるだけでなく、過剰な軸推力によるベルト式無段変速機の伝達効率の低下や耐久性の低下を防止することができる。 In addition, the stall torque input to the input shaft from the torque converter is equal to or greater than a predetermined value, and the friction coefficient between the drive pulley and the metal belt is reduced by the contact of the movable pulley half of the drive pulley and the opening stopper when the vehicle starts. Is large, the drive pulley's axial thrust is applied only by hydraulic pressure, which not only prevents the friction coefficient from being reduced due to the reaction force from the opening stopper, but also acts on the movable pulley half from the opening stopper. The reaction force in the closing direction of the drive pulley does not affect the axial thrust of the drive pulley, and the drive pulley hydraulic pressure can be accurately set to a value that can transmit the necessary torque while suppressing the slip of the metal belt. It becomes possible. In addition, it is not necessary to increase the hydraulic pressure of the driven pulley to cancel the reaction force from the stopper and open the movable pulley half of the drive pulley to bias it to the stopper side. In addition, it is possible to prevent the transmission efficiency and durability of the belt type continuously variable transmission from being reduced due to excessive shaft thrust.
また請求項2の構成によれば、ストールトルクの大小をトルクコンバータのステータ反力に基づいて判定するので、ストールトルクの大小を簡単かつ高精度に判定することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the magnitude of the stall torque is determined based on the stator reaction force of the torque converter, the magnitude of the stall torque can be determined easily and with high accuracy.
また請求項3の構成によれば、車両の発進時のストールトルクが所定値以上の場合の変速比は、車両の発進時のストールトルクが所定値未満の場合の変速比よりもOD側にずれているので、変速比がLOWからOD側にずれた分だけドライブプーリに対する金属ベルトの巻き付き径を拡大して摩擦係数の低下を抑制し、ドライブプーリの軸推力を特別に増加させることなく標準レベルに維持しながら、LOW変速比と同等以上の駆動力でスムーズな発進を可能にすることができる。 According to the third aspect of the present invention, the gear ratio when the stall torque at the start of the vehicle is greater than or equal to a predetermined value is shifted to the OD side from the gear ratio when the stall torque at the start of the vehicle is less than the predetermined value. As a result, the winding diameter of the metal belt around the drive pulley is increased by the amount the gear ratio deviates from LOW to OD, so that the friction coefficient is prevented from decreasing, and the drive pulley's axial thrust is not specifically increased. Thus, a smooth start can be achieved with a driving force equal to or greater than the LOW speed ratio.
また請求項4の構成によれば、開きストッパはドライブプーリの可動側プーリ半体の外周部に当接するので、開きストッパの平坦度や位置精度が低い場合であっても、可動側プーリ半体は入力軸に対する嵌合部で傾きを抑制される。その結果、LOW変速比で金属ベルトが巻き付く可動側プーリ半体の径方向内側部分の振れ量が小さく抑えられ、ドライブプーリおよび金属ベルト間の摩擦係数の低下が抑制される。 According to the fourth aspect of the present invention, since the opening stopper contacts the outer peripheral portion of the movable pulley half of the drive pulley, even if the flatness and position accuracy of the opening stopper are low, the movable pulley half Is suppressed in inclination at the fitting portion with respect to the input shaft. As a result, the deflection amount of the radially inner portion of the movable pulley half around which the metal belt is wound at the LOW speed ratio is suppressed, and the reduction in the friction coefficient between the drive pulley and the metal belt is suppressed.
また請求項5の構成によれば、開きストッパはドライブプーリの可動側プーリ半体との当接により軸方向に弾性的に移動可能であるので、可動側プーリ半体が開きストッパの平坦度や位置精度の影響を一層受け難くなり、ドライブプーリおよび金属ベルト間の摩擦係数の低下が一層効果的に抑制される。 According to the fifth aspect of the present invention, the opening stopper can be elastically moved in the axial direction by contact with the movable pulley half of the drive pulley. It becomes more difficult to be affected by the positional accuracy, and the reduction in the friction coefficient between the drive pulley and the metal belt is more effectively suppressed.
また請求項6の構成によれば、ドライブプーリは、可動側プーリ半体に固定されたシリンダに摺動自在に嵌合して油室を区画するピストンに設けられ、ピストンは入力軸に揺動可能に支持されるので、可動側プーリ半体がピストンに設けられた開きストッパの平坦度や位置精度の影響を受けなくなって摩擦係数の低下がより一層効果的に抑制される。またピストンが入力軸と一体に回転する可動側プーリ半体に対して所定の摺動抵抗を有しながら相対回転可能であるので、エンジンの回転変動等に伴う入力軸の回転角速度変化を低減することができ、しかもシリンダおよびピストンの位置関係を一定に保って油室からのオイル漏れを防止することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the drive pulley is provided on the piston that slidably fits in the cylinder fixed to the movable pulley half and divides the oil chamber, and the piston swings around the input shaft. Since it is supported in such a manner, the movable pulley half is not affected by the flatness and position accuracy of the opening stopper provided on the piston, and the reduction of the friction coefficient is further effectively suppressed. In addition, since the piston can be rotated relative to the movable pulley half that rotates integrally with the input shaft while having a predetermined sliding resistance, the change in the rotational angular velocity of the input shaft due to the rotational fluctuation of the engine is reduced. In addition, oil leakage from the oil chamber can be prevented by keeping the positional relationship between the cylinder and the piston constant.
以下、図1〜図5に基づいて本発明の第1の実施の形態を説明する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、エンジンに接続された入力軸11の回転を駆動輪に接続された出力軸12に無段変速して伝達するベルト式無段変速機は、入力軸11上に設けられたドライブプーリ13と出力軸12上に設けられたドリブンプーリ14とに金属ベルト15を巻き掛けて構成される。なお、図1に示されたベルト式無段変速機は、車両が発進するときの状態、すなわち変速比が最大となるLOW(ロー)状態にある。
As shown in FIG. 1, a belt-type continuously variable transmission that continuously transmits a rotation of an
ドライブプーリ13は、入力軸11に固設された固定側プーリ半体16と、入力軸11に滑りキー18を介してボス部17aが軸方向摺動可能かつ相対回転不能に支持された可動側プーリ半体17とからなり、可動側プーリ半体17は固定側プーリ半体16に対して接近・離間可能である。入力軸11に固設されたピストン19が可動側プーリ半体17と一体に形成されたシリンダ20に摺動自在に嵌合しており、ピストン19、シリンダ20および可動側プーリ半体17間に油室21が区画される。
The
ドリブンプーリ14は、出力軸12に固設された固定側プーリ半体22と、出力軸12に滑りキー24を介してボス部23aが軸方向摺動可能かつ相対回転不能に支持された可動側プーリ半体23とからなり、可動側プーリ半体23は固定側プーリ半体22に対して接近・離間可能である。出力軸12に固設されたピストン25が可動側プーリ半体17と一体に形成されたシリンダ26に摺動自在に嵌合しており、ピストン25、シリンダ26および可動側プーリ半体23間に油室27が区画される。
The driven
従って、ドライブプーリ13の油室21に加わる油圧を減少させてドリブンプーリ14の油室27に加わる油圧を増加させると、ドライブプーリ13の可動側プーリ半体17が固定側プーリ半体16から離間して溝幅が増加し、かつドリブンプーリ14の可動側プーリ半体23が固定側プーリ半体22に接近して溝幅が減少し、ドライブプーリ13に対する金属ベルト15の巻き付き径が減少してドリブンプーリ14に対する金属ベルト15の巻き付き径が増加することで、変速比がLOWに向けて増加する。
Accordingly, when the hydraulic pressure applied to the
逆に、ドライブプーリ13の油室21に加わる油圧を増加させてドリブンプーリ14の油室27に加わる油圧を減少させると、ドライブプーリ13の可動側プーリ半体17が固定側プーリ半体16に接近して溝幅が減少し、かつドリブンプーリ14の可動側プーリ半体23から固定側プーリ半体22が離間して溝幅が増加し、ドライブプーリ13に対する金属ベルト15の巻き付き径が増加してドリブンプーリ14に対する金属ベルト15の巻き付き径が減少することで、変速比がOD(オーバードライブ)に向けて減少する。
Conversely, when the hydraulic pressure applied to the
変速比がLOWに向かって変化するとドライブプーリ13の可動側プーリ半体17は固定側プーリ半体16から離反し、変速比がLOWに達すると可動側プーリ半体17のボス部17aの図中左端がピストン19の基部の開きストッパ19aに当接するここで、それ以上の可動側プーリ半体17の移動を規制する。
When the gear ratio changes toward LOW, the
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
本実施の形態では、車両が発進するときにトルクコンバータからベルト式無段変速機の入力軸11に入力されるストールトルクの大小に基づいて、ドライブプーリ13およびドリブンプーリ14のプーリ側圧が異なる態様で制御される。ストールトルクは、トルクコンバータのタービンが停止しているとき、すなわち車両が停止状態にあるとき、トルクコンバータから出力されて無段変速機の入力軸11に入力されるトルクである。
In the present embodiment, based on the magnitude of the stall torque input from the torque converter to the
車両の発進時の制御を示す図2のフローチャートにおいて、先ずステップS1でドライブプーリ13の油圧を初期値、すなわち従来のベルト式無段変速機の一般的なスリップ防止制御で加えられる通常油圧の例えば80%に設定する。この状態では、ドリブンプーリ14に加えられる油圧がドライブプーリ13に加えられる油圧に勝り、ドリブンプーリ14が閉じる荷重が金属ベルト15を介してドライブプーリ13に伝達されることで、ドライブプーリ13が開いて可動側プーリ半体17が固定側プーリ半体16から離反し、可動側プーリ半体17のボス部17aが開きストッパ19aに突き当てられて変速比がLOWになる。
In the flowchart of FIG. 2 showing the control at the start of the vehicle, first, in step S1, the hydraulic pressure of the
続くステップS2で車両を発進すべく運転者がアクセルペダルを踏み込んだときのトルクコンバータのステータ反力を参照する。車両の発進時のステータ反力は、車両の発進時のトルクコンバータの出力トルクであるストールトルクと相関しており、ステータ反力に基づいてストールトルクの大小を簡単かつ高精度に判定することができる。そしてステータ反力が閾値以上であれば、運転者がアクセルペダルを急激に踏み込んだ高ストールトルク発進であると判断してステップS3に移行し、ステータ反力が閾値未満であれば、運転者がアクセルペダルをゆっくりと踏み込んだ低ストールトルク発進であると判断してステップS6に移行する。 In the following step S2, the stator reaction force of the torque converter when the driver depresses the accelerator pedal to start the vehicle is referred. The stator reaction force when the vehicle starts is correlated with the stall torque, which is the output torque of the torque converter when the vehicle starts, and the magnitude of the stall torque can be easily and accurately determined based on the stator reaction force. it can. If the stator reaction force is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the driver is depressing the accelerator pedal and the high stall torque starts, and the process proceeds to step S3. If the stator reaction force is less than the threshold value, the driver It is determined that the low stall torque is started by slowly depressing the accelerator pedal, and the process proceeds to step S6.
前記ステップS2で高ストールトルク発進であると判断された場合、ステップS3でドライブプーリの油圧を通常油圧の80%から100%に増加させて可動側プーリ半体17を固定側プーリ半体16に接近する方向に移動させ、可動側プーリ半体17のボス部17aを開きストッパ19aから離反させる。このようにして変速比がLOWから僅かにOD側に変化すると、この状態で車両を発進させる(高ストールトルク発進)。
If it is determined in step S2 that the high stall torque has been started, the hydraulic pressure of the drive pulley is increased from 80% to 100% of the normal hydraulic pressure in step S3, and the
そしてステップS4で発進後に運転者がアクセルペダルを一旦緩めてステータ反力が閾値未満になると、ドライブプーリの油圧を通常油圧の100%から突き当て基準油圧(例えば通常油圧の50%)に減少させて可動側プーリ半体17を固定側プーリ半体16に接近させることで、可動側プーリ半体17のボス部17aを開きストッパ19aに当接させて変速比をLOWにする。続くステップS5で、車両の加速に応じてドリブンプーリ14の油圧を突き当て基準油圧から次第に増加させることで、変速比をLOWからODに向けて変化させる。
Then, after the start in step S4, when the driver once loosens the accelerator pedal and the stator reaction force becomes less than the threshold value, the drive pulley hydraulic pressure is reduced from 100% of the normal hydraulic pressure to the abutting reference hydraulic pressure (for example, 50% of the normal hydraulic pressure). By moving the
一方、前記ステップS2で低ストールトルク発進であると判断された場合、ステップS6でドライブプーリの油圧を通常油圧の80%から突き当て基準油圧である通常油圧の50%に減少させて可動側プーリ半体17のボス部17aを開きストッパ19aに当接させ、変速比をLOWにした状態で車両を発進させる(低ストールトルク発進)。そしてステップS7で、車両の加速に応じてドリブンプーリ14の油圧を突き当て基準油圧から次第に増加させることで、変速比をLOWからODに向けて変化させる。
On the other hand, if it is determined in step S2 that the low stall torque is started, in step S6, the hydraulic pressure of the drive pulley is reduced from 80% of the normal hydraulic pressure to 50% of the normal hydraulic pressure that is the abutting reference hydraulic pressure. The
上記作用の具体例を、図3のタイムチャートに基づいて更に説明する。図3において、実線は高ストールトルク発進の特性を示し、破線は低ストールトルク発進の特性を示している。 A specific example of the above action will be further described based on the time chart of FIG. In FIG. 3, the solid line indicates the characteristic of high stall torque start, and the broken line indicates the characteristic of low stall torque start.
車両を急発進させるべく運転者がアクセルペダルを強く踏み込むと、ステータ反力が閾値以上になって高ストールトルク発進であると判定され、ドライブプーリ13の油圧が増加して変速比がLOWから僅かにOD側に制御され、可動側プーリ半体17のボス部17aが開きストッパ19aから離反して浮動状態になる高ストールトルク発進のフロート制御が実行される。その後に運転者がアクセルペダルを一旦緩めてステータ反力が閾値未満になると、ドライブプーリ13の油圧が減少して変速比がLOWに戻され、可動側プーリ半体17のボス部17aが開きストッパ19aに当接して拘束状態になる高ストールトルク発進の突き当て制御に移行する。その後に運転者が車両を加速すべくアクセルペダルを次第に踏み込むと、ドライブプーリ13の油圧が増加して変速比がLOWからODに向けて変化する。
When the driver depresses the accelerator pedal strongly in order to start the vehicle suddenly, it is determined that the stator reaction force exceeds the threshold value and the high stall torque starts, and the hydraulic pressure of the
一方、車両を緩発進させるべく運転者がアクセルペダルをゆっくりと踏み込むと、ステータ反力が閾値未満に維持されて低ストールトルク発進であると判定され、ドライブプーリ13の油圧が減少して可動側プーリ半体17のボス部17aが開きストッパ19aに当接するLOW変速比で、低ストールトルク発進が実行される。その後に運転者が車両を加速すべくアクセルペダルを次第に踏み込むと、ドライブプーリ13の油圧が増加して変速比がLOWからODに向けて変化する。
On the other hand, when the driver slowly depresses the accelerator pedal to start the vehicle slowly, it is determined that the stator reaction force is maintained below the threshold value and the low stall torque is started, and the hydraulic pressure of the
次に、上述したプーリの推力制御の作用効果を説明する。 Next, the effect of the pulley thrust control described above will be described.
図4(A)は、ドライブプーリ13の可動側プーリ半体17のボス部17aが開きストッパ19aに当接せず、変速比がLOWから僅かにOD側にずれた状態を模式的に示している。ドライブプーリ13が軸推力で金属ベルト15を挟圧するとき、金属ベルト15はドライブプーリ13のV面の一部だけに当接するため、軸推力の反力で可動側プーリ半体17は固定側プーリ半体16に対して矢印Mで示すモーメントを受け、可動側プーリ半体17は入力軸11の軸線に対して傾斜する。
FIG. 4A schematically shows a state in which the
このとき、可動側プーリ半体17のボス部17aの内径は入力軸11の外径よりも僅かに大きいため、ボス部17aの軸方向両端の直径方向両端が入力軸11の外周に当接することで、可動側プーリ半体17の傾斜角θが規制される。可動側プーリ半体17のボス部17aおよび入力軸11は高剛性であり、かつ加工精度が高いため、可動側プーリ半体17の回転中にその傾斜角θは略一定に維持される。よって、可動側プーリ半体17は振れ回り(すりこぎ運動)することなく同一回転面内で回転し、その結果ドライブプーリ13の回転中に固定側プーリ半体16および可動側プーリ半体17の溝幅は変動せず、金属ベルト15およびドライブプーリ13のV面間の摩擦係数の低下は殆ど発生しない。
At this time, since the inner diameter of the
図4(B)は、ドライブプーリ13の可動側プーリ半体17のボス部17aが開きストッパ19aに当接し、変速比がLOWに一致した状態を模式的に示している。可動側プーリ半体17のボス部17aの一端部が開きストッパ19aに当接すると、ボス部17aの両端部と入力軸11との当接による可動側プーリ半体17の傾斜角θの規制が働かなくなり、可動側プーリ半体17の姿勢はボス部17aの一端部と開きストッパ19aとの当接により規制されることになる。しかしながら、油室21を区画する板状のピストン19の基部で構成された開きストッパ19aは比較的に低剛性であるため、ピストン19の変形に伴って可動側プーリ半体17が振れ回りしてしまい、ドライブプーリ13の回転中に固定側プーリ半体16および可動側プーリ半体17の溝幅が変動し、金属ベルト15およびドライブプーリ13のV面間の摩擦係数が低下する問題がある。
FIG. 4B schematically shows a state in which the
図4(C)も、ドライブプーリ13の可動側プーリ半体17のボス部17aが開きストッパ19aに当接し、変速比がLOWに一致した状態を模式的に示している。ピストン19の剛性が高く、かつ開きストッパ19aが入力軸11の軸線に対して直角に保たれている場合、金属ベルト15の張力で可動側プーリ半体17が軸直角方向に引かれることで、ボス部17aが入力軸11の軸線に対して、ボス部17aおよび入力軸11間の隙間分の距離δだけ径方向にずれた状態で、ボス部17aが開きストッパ19aに押し付けられて固定されてしまう場合がある。この場合にも、金属ベルト15が巻き付く部分で可動側プーリ半体17が固定側プーリ半体16に対して偏心状態で振れ回るため、固定側プーリ半体16および可動側プーリ半体17の溝幅が変動し、金属ベルト15およびドライブプーリ13のV面間の摩擦係数が低下する問題がある。
FIG. 4C also schematically shows a state where the
以上のように、LOW変速比においてドライブプーリ13のボス部17aが開きストッパ19aに当接すると、可動側プーリ半体17が振れ回りして摩擦係数が低下する問題があり、この摩擦係数の低下は、入力軸11に入力するトルクが大きいためにドライブプーリ13の軸推力が大きいときほど顕著になる。
As described above, when the
本実施の形態では、ドライブプーリ13の可動側プーリ半体17と開きストッパ19aとの当接に起因する摩擦係数の低下が顕著になる高ストールトルク発進時に、変速比をLOWから僅かにOD側にずらすことで可動側プーリ半体17と開きストッパ19aとの当接を回避するので、開きストッパ19aからの反力に起因するドライブプーリ13および金属ベルト15間の摩擦係数の低下を防止することができるだけでなく、開きストッパ19aからの反力がドライブプーリ13の軸推力に影響を及ぼすことがなくなり、ドライブプーリ13の油圧を金属ベルト15のスリップを抑制しながら必要なトルク伝達を行える値に的確に設定することが可能となる。また可動側プーリ半体17と開きストッパ19aとの当接を回避するので、開きストッパ19aからの反力を相殺するためにドリブンプーリ14の油室27に加える油圧を増加させてドライブプーリ13の可動側プーリ半体17を開きストッパ19a側に付勢する必要がなくなるため、その分だけ必要な油圧を低減できるだけでなく、過剰な軸推力によるベルト式無段変速機の伝達効率の低下や耐久性の低下を防止することができる。
In the present embodiment, when the high stall torque starts when the friction coefficient decreases significantly due to the contact between the
またドライブプーリ13の可動側プーリ半体17と開きストッパ19aとの当接に起因する摩擦係数の低下が小さい低ストールトルク発進時に、変速比をLOWに設定して可動側プーリ半体17と開きストッパ19aとを当接させるので、開きストッパ19aから可動側プーリ半体17に作用するドライブプーリ13の閉じ方向の反力の分だけドライブプーリ13の油圧を低減しても金属ベルト15のスリップを抑制することができ、油圧ポンプの必要駆動力の低減によりベルト式無段変速機の運転効率を高めることができる。
Further, when the low stall torque is started with a small decrease in the friction coefficient due to the contact between the
図5は、ドライブプーリ13と金属ベルト15との間の摩擦係数μ、あるいは無段変速機の伝達効率ηが、無段変速機の変速比に対してどのように変化するかを示すグラフである。伝達効率ηは摩擦係数μに依存するものであり、摩擦係数μおよび伝達効率ηの変化特性は同じである。実線で示す高ストールトルク発進時の摩擦係数μおよび伝達効率ηは、破線で示す低ストールトルク発進時の摩擦係数μおよび伝達効率ηよりも低くなり、特にLOW変速比の近傍で両者の差が顕著になっている。
FIG. 5 is a graph showing how the friction coefficient μ between the
本実施の形態では、変速比=2.5(LOW)から僅かにOD側にずれた変速比=2.3で高ストールトルク発進を行うが、仮に変速比=2.5(LOW)で高ストールトルク発進を行う場合を比較例として考える。この比較例において、変速比=2.5(LOW)のときの伝達効率ηをη2.5 とし、無段変速機への入力トルクをTinとすると、この場合の無段変速機の出力トルクTout2.5 は、
Tout2.5 =Tin×η2.5 ×2.5
で与えられる。
In the present embodiment, the high stall torque is started at a gear ratio = 2.3 slightly shifted to the OD side from the gear ratio = 2.5 (LOW), but it is temporarily high at a gear ratio = 2.5 (LOW). A case where the stall torque starts is considered as a comparative example. In this comparative example, assuming that the transmission efficiency η when the gear ratio = 2.5 (LOW) is η2.5 and the input torque to the continuously variable transmission is Tin, the output torque Tout2 of the continuously variable transmission in this case .5 is
Tout2.5 = Tin × η2.5 × 2.5
Given in.
一方、本実施の形態において、変速比=2.3のときの伝達効率ηをη2.3 とし、無段変速機への入力トルクをTinとすると、この場合の無段変速機の出力トルクTout2.3 は、
Tout2.3 =Tin×η2.3 ×2.3
で与えられる。
On the other hand, in this embodiment, assuming that the transmission efficiency η when the gear ratio = 2.3 is η2.3 and the input torque to the continuously variable transmission is Tin, the output torque Tout2 of the continuously variable transmission in this case .3
Tout2.3 = Tin × η2.3 × 2.3
Given in.
よって、η2.5 /η2.3 <2.3/2.5が成立するように高ストールトルク発進時の変速比を設定すれば、Tout2.3 >Tout2.5 を達成することができる。以上のように、高ストールトルク発進時に変速比をLOWからOD側にずらした分だけドライブプーリ13に対する金属ベルト15の巻き付き径を拡大して摩擦係数の低下を抑制し、ドライブプーリ13の軸推力を特別に増加させることなく、LOW変速比と同等以上の駆動力でスムーズな発進を可能にすることができる。
Therefore, Tout2.3> Tout2.5 can be achieved by setting the gear ratio at the time of high stall torque start so that η2.5 / η2.3 <2.3 / 2.5 is established. As described above, when the gear ratio is shifted from LOW to OD when the high stall torque starts, the winding diameter of the
次に、図6(A)に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第1の実施の形態では、可動側プーリ半体17のボス部17aの一端部をピストン19の基部で構成される開きストッパ19aに当接させてLOW変速比を確立しているが、第2の実施の形態では、可動側プーリ半体17の外周部をピストン19の外周部で構成される開きストッパ19aに当接させてLOW変速比を確立している。この第2の実施の形態によれば、可動側プーリ半体17のボス部17aと比較的に高剛性のピストン19の基部とが当接せず、可動側プーリ半体17の外周部と比較的に低剛性のピストン19の外周部とが当接するので、ボス部17aは軸方向両端部で入力軸11に当接することが可能となり、可動側プーリ半体17の振れ回りが抑制されることで、LOW変速比における摩擦係数の低下が抑制される。その結果、低ストールトルク発進時に、可動側プーリ半体17が開きストッパ19aに当接することによる摩擦係数の低下を最小限に抑えられる。
In the first embodiment, one end of the
次に、図6(B)に基づいて本発明の第3の実施の形態を説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第3の実施の形態は第2の実施の形態の改良であって、ピストン19を薄肉にして弾性変形可能にしたものである。その結果、可動側プーリ半体17が開きストッパ19aに当接した状態であっても、ピストン19自体が弾性変形して可動側プーリ半体17が入力軸11に対して一定の傾斜角θで傾斜し、ボス部17aが軸方向両端の2点で入力軸11に当接することで、可動側プーリ半体17の振れ回りを防止して摩擦係数の低下を一層効果的に抑制することができる。
The third embodiment is an improvement over the second embodiment, in which the
次に、図6(C)に基づいて本発明の第4の実施の形態を説明する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第4の実施の形態も第2の実施の形態の改良であって、ピストン19の基部を入力軸11に球面軸受け28を介して支持することで、入力軸11に対して揺動可能かつ入力軸11に対して相対回転可能に支持したものである。その結果、可動側プーリ半体17がピストン19の開きストッパ19aの平坦度や位置精度の影響を受けなくなって摩擦係数の低下が一層効果的に抑制されるだけでなく、ピストン19が入力軸11と一体に回転する可動側プーリ半体17に対して所定の摺動抵抗を有しながら相対回転可能することで、エンジンの回転変動等に伴う入力軸11の回転角速度変化を低減することができ、しかもシリンダ20およびピストン19の位置関係を一定に保って油室21からのオイル漏れを防止することができる。
The fourth embodiment is also an improvement of the second embodiment. By supporting the base portion of the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、高ストールトルク発進時の変速比および低ストールトルク発進時の変速比は実施の形態に限定されるものではない。 For example, the gear ratio at the time of starting the high stall torque and the gear ratio at the time of starting the low stall torque are not limited to the embodiment.
11 入力軸
12 出力軸
13 ドライブプーリ
14 ドリブンプーリ
15 金属ベルト
16 ドライブプーリの固定側プーリ半体
17 ドライブプーリの可動側プーリ半体
19 ピストン
19a 開きストッパ
20 シリンダ
21 油室
22 ドリブンプーリの固定側プーリ半体
23 ドリブンプーリの可動側プーリ半体
11
Claims (6)
停止状態からの車両の発進時に、前記車両を緩発進させるべくアクセルペダルがゆっくりと踏み込まれることでトルクコンバータから前記入力軸(11)に入力されるストールトルクが所定値未満の場合には、前記ドライブプーリ(13)の軸推力を油圧および前記開きストッパ(19a)の付き当て反力により与えるとともに、前記車両を急発進させるべくアクセルペダルが急激に踏み込まれることで前記トルクコンバータから前記入力軸(11)に入力されるストールトルクが所定値以上の場合には、前記ドライブプーリ(13)の軸推力を油圧のみにより与えることを特徴とするベルト式無段変速機。 A movable pulley half (17) that is slidably fitted in the input shaft (11) in an axially slidable manner can move toward and away from a fixed pulley half (16) fixed to the input shaft (11). Drive pulley (13) and a movable pulley half that is slidably fitted to the output shaft (12) in an axial direction with respect to a fixed pulley half (22) fixed to the output shaft (12) (23) comprises a driven pulley (14) capable of approaching and separating, and the drive pulley (13) and a metal belt (15) wound around the driven pulley (14), the drive pulley (13) and The gear ratio can be changed by hydraulically changing the groove width of the driven pulley (14), and the open position of the movable pulley half (23) of the drive pulley (13) is opened at the LOW gear ratio. (19a) A Ri regulation can be a belt-type continuously variable transmission,
When the stall torque input from the torque converter to the input shaft (11) is less than a predetermined value by slowly depressing the accelerator pedal to start the vehicle slowly when starting the vehicle from the stop state , The shaft thrust of the drive pulley (13) is given by the hydraulic pressure and the reaction force applied by the opening stopper (19a), and the accelerator pedal is suddenly depressed to suddenly start the vehicle, so that the input shaft ( 11) A belt type continuously variable transmission in which the axial thrust of the drive pulley (13) is applied only by hydraulic pressure when the stall torque input to 11) is a predetermined value or more.
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