JP6575159B2

JP6575159B2 - Continuously variable transmission

Info

Publication number: JP6575159B2
Application number: JP2015119042A
Authority: JP
Inventors: 寛孝岸田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2019-09-18
Anticipated expiration: 2035-06-12
Also published as: JP2017003044A

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能な無段変速機に関する。 The present invention relates to a continuously variable transmission that can be used for transmissions of automobiles and various industrial machines.

トロイダル型のバリエータ、電動モータ（ハイブリッド用モータ）、遊星歯車機構、エンジン始動用のスタータモータ等を備えた無段変速機が知られている。 A continuously variable transmission including a toroidal variator, an electric motor (hybrid motor), a planetary gear mechanism, a starter motor for starting an engine, and the like is known.

このような、無段変速機においては、例えば、ダイレクトモードでは、バリエータの出力軸と無段変速装置の出力軸とがダイレクトモードクラッチにより一体に回転可能に接続され、バリエータの出力軸およびハイブリッド用モータ（電動モータ）の回転力が無段変速機の出力とされる。すなわち、バリエータの出力軸が無段変速機の出力軸に直結されて、バリエータおよびハイブリッド用モータ（電動モータ）の出力がそのまま無段変速機の出力とされることになり、バリエータの変速比のみで出力が行われる。 In such a continuously variable transmission, for example, in the direct mode, the output shaft of the variator and the output shaft of the continuously variable transmission are connected so as to be integrally rotatable by a direct mode clutch. The rotational force of the motor (electric motor) is used as the output of the continuously variable transmission. That is, the output shaft of the variator is directly connected to the output shaft of the continuously variable transmission, and the output of the variator and the hybrid motor (electric motor) is directly used as the output of the continuously variable transmission. Output is performed.

一方、ローモード（ギアードニュートラルモード：動力循環モード（低速モード））では、遊星歯車機構のキャリアにバリエータの入力軸の回転力が伝達され、太陽ギヤにバリエータの出力軸の回転力およびハイブリッド用モータ（電動モータ）の出力（回転力）が伝達される。そして、これらの回転に基づいて、自転するとともに公転する遊星ギヤの回転に対応してリングギヤが回転し、当該リングギヤがローモードクラッチにより無段変速機の出力軸に接続され、遊星歯車機構からの出力が無段変速機の出力となる。
このギアードニュートラルモードの場合には、無段変速機の変速比を負の値から０を挟んで正の値まで無限大でほぼ連続的に制御を行うことができる。 On the other hand, in the low mode (geared neutral mode: power circulation mode (low speed mode)), the rotational force of the input shaft of the variator is transmitted to the carrier of the planetary gear mechanism, and the rotational force of the output shaft of the variator and the hybrid motor are transmitted to the sun gear. The output (rotational force) of (electric motor) is transmitted. Then, based on these rotations, the ring gear rotates in response to the rotation of the planetary gear that rotates and revolves, and the ring gear is connected to the output shaft of the continuously variable transmission by the low mode clutch. The output becomes the output of the continuously variable transmission.
In this geared neutral mode, the transmission ratio of the continuously variable transmission can be controlled almost continuously at an infinite range from a negative value to a positive value with zero in between.

また、特許文献１には、トロイダル型のバリエータと、電動モータ（ハイブリッド用モータ）とを備えた無段変速機が記載されている。
また、特許文献２には、トロイダル型無段変速機において、低温時にエンジン出力を制限することで、バリエータの破損を防ぐものが記載されている。
また、特許文献３には、トロイダル型無段変速機において、油圧が立ち上がるまでの間は、始動クラッチを締結しないものが記載されている。
また、特許文献４には、トロイダル型無段変速機において、トルクコンバータと前後進切替の遊星歯車機構との間にクラッチを配置し、エンジン始動時の無潤滑もしくは不十分な潤滑状態でトロイダル型無段変速機が駆動されることを防止するものが記載されている。 Patent Document 1 describes a continuously variable transmission including a toroidal variator and an electric motor (hybrid motor).
Patent Document 2 describes a toroidal-type continuously variable transmission that prevents damage to a variator by limiting engine output at low temperatures.
Patent Document 3 describes a toroidal-type continuously variable transmission that does not engage a starting clutch until hydraulic pressure rises.
Further, in Patent Document 4, in a toroidal continuously variable transmission, a clutch is disposed between a torque converter and a planetary gear mechanism for switching between forward and backward travel, and the toroidal type is in a state of no lubrication or insufficient lubrication at the time of engine start. What prevents the continuously variable transmission from being driven is described.

特開２００２−１９９５０６号公報JP 2002-199506 A 特許第３５７２３９３号公報Japanese Patent No. 3572393 特開２０００−５５１７７号公報JP 2000-55177 A 特開平５−２８０６２７号公報JP-A-5-280627

ところで、上述したトロイダル型のバリエータ、遊星歯車機構、スタータモータおよびハイブリッド用モータ（電動モータ）備えた無段変速機では、エンジン始動時等の極低温ではトラクションオイル（潤滑油）の粘度が高い。このトラクションオイルは湿式のクラッチの潤滑油としても使用されるため、エンジン始動時等の極低温では、湿式のクラッチ（ダイレクトモードクラッチやローモードクラッチ）を締結していないにもかかわらずクラッチが連れ回ることで、バリエータにイナーシャによるトルクが入力される問題がある。
すなわち、エンジンの始動に伴い、バリエータおよび遊星歯車機構が作動すると、クラッチが回転し、潤滑油の粘性によってクラッチ板が連れ回ろうとするが、このクラッチ板の回転は、その後段のギヤ等（差動装置に繋がるギヤ等）によって阻止されているため、その抵抗が過度なトルクとして、クラッチから出力側ディスクおよび（遊星歯車機構を介して）入力側ディスクにこれらの回転に抵抗するように入力される。つまり、バリエータに、前記後段のギヤ等によるイナーシャによって過度なトルクが入力される。 By the way, in the continuously variable transmission provided with the above-described toroidal variator, planetary gear mechanism, starter motor, and hybrid motor (electric motor), the viscosity of traction oil (lubricating oil) is high at an extremely low temperature such as when the engine is started. This traction oil is also used as a lubricating oil for wet clutches. Therefore, at extremely low temperatures, such as when starting the engine, the clutch is accompanied even if the wet clutch (direct mode clutch or low mode clutch) is not engaged. There is a problem that torque due to inertia is input to the variator by turning.
That is, when the variator and the planetary gear mechanism are actuated as the engine starts, the clutch rotates, and the clutch plate tries to rotate with the viscosity of the lubricating oil. The resistance is input as excessive torque from the clutch to the output disk and the input disk (through the planetary gear mechanism) to resist these rotations. The In other words, an excessive torque is input to the variator by the inertia caused by the subsequent gear or the like.

また、極低温ではトラクションオイルのトラクション係数が大きく低下する問題があるため、従来では、バリエータの入出力側ディスクを、パワーローラを挟み付けるように押圧する押圧装置に設けられる皿ばねの与圧を高く設定することで、トラクション伝達部で発生するグロススリップの防止を行っているが、皿ばねの与圧を高く設定することによる高速巡航時の燃費悪化が問題となっていた。 In addition, since there is a problem that the traction coefficient of the traction oil is greatly reduced at extremely low temperatures, conventionally, the pressure of the disc spring provided in the pressing device that presses the input / output side disk of the variator so as to sandwich the power roller is reduced. Although the gloss slip generated in the traction transmission unit is prevented by setting it high, there has been a problem of deterioration in fuel consumption during high-speed cruising by setting the pressure of the disc spring high.

なお、前記特許文献１には、トロイダル型のバリエータ（変速機）、この変速機の入力軸に連結されたトラクションモータ、変速機の入力軸に連結されたエンジン等を備えたハイブリッド駆動装置が記載されているが、エンジン始動時における上述したような問題点の記載はない。
また、特許文献２には、上述したように、低温時にエンジン出力を制限することで、バリエータの破損を防ぐ旨が記載されているが、エンジン始動時の完爆においては、著しい回転数上昇が発生するため、バリエータ部に過度なトルク入力の虞がある。
また、特許文献３には、上述したように、油圧が立ち上がるまでの間は、始動クラッチを締結しない旨が記載されているが、極低温化ではトラクションオイルの粘度が高いため、クラッチを締結していないにもかかわらずクラッチが連れ回ることで、バリエータに過度なトルクが入力される虞がある。
また、特許文献４には、クラッチが連れ回ることで、バリエータにイナーシャによる過度なトルクが入力される旨の記載はない。 Patent Document 1 describes a hybrid drive device including a toroidal variator (transmission), a traction motor connected to the input shaft of the transmission, an engine connected to the input shaft of the transmission, and the like. However, there is no description of the above-mentioned problems when starting the engine.
Further, as described above, Patent Document 2 describes that the engine output is limited at low temperatures to prevent the variator from being damaged. However, in the complete explosion at the start of the engine, a significant increase in the rotational speed is described. As a result, excessive torque may be input to the variator unit.
Further, as described above, Patent Document 3 describes that the start clutch is not engaged until the hydraulic pressure rises. However, since the viscosity of the traction oil is high at extremely low temperatures, the clutch is engaged. There is a risk that excessive torque may be input to the variator due to the clutch being rotated.
Patent Document 4 does not describe that excessive torque due to inertia is input to the variator when the clutch is rotated.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、エンジン始動用のスタータモータ、トロイダル型のバリエータ、エンジンの出力および／またはバリエータの出力が伝達されるギヤ機構、このギヤ機構と出力軸とを断接するクラッチ、前記ギヤ機構に連結された電動モータ等を備えた無段変速機において、バリエータにイナーシャによる過度なトルクが入力されるのを防止できるとともに、トラクション伝達部でのグロススリップの発生を防止できる無段変速機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes a starter motor for engine start, a toroidal variator, a gear mechanism for transmitting engine output and / or variator output, and the gear mechanism and output shaft. In a continuously variable transmission equipped with an on-off clutch, an electric motor connected to the gear mechanism, etc., it is possible to prevent excessive torque from being input due to inertia to the variator and to prevent occurrence of gross slip in the traction transmission section. An object is to provide a continuously variable transmission that can be prevented.

前記目的を達成するために、本発明の無段変速機は、エンジン始動用のスタータモータと、エンジン出力を所定の変速比で変換するトロイダル型のバリエータと、前記エンジンの出力および／またはバリエータの出力が伝達されるギヤ機構と、このギヤ機構と出力軸とを断接するクラッチと、前記ギヤ機構に連結された電動モータとを備えた無段変速機において、
前記電動モータは前記スタータモータによるエンジン始動時に、エンジン回転数に同期して、前記バリエータを作動させるように、駆動することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a continuously variable transmission according to the present invention includes a starter motor for starting an engine, a toroidal variator that converts engine output at a predetermined gear ratio, output of the engine and / or variator. In a continuously variable transmission including a gear mechanism to which output is transmitted, a clutch that connects and disconnects the gear mechanism and an output shaft, and an electric motor coupled to the gear mechanism,
The electric motor is driven so as to operate the variator in synchronization with the engine speed when the engine is started by the starter motor.

本発明においては、スタータモータによるエンジン始動時に、エンジン回転数に同期して、電動モータによってバリエータを作動させることによって、バリエータにイナーシャによる過度なトルクが入力されるのを防止できる。つまり、電動モータを駆動すると、その駆動力がギヤ機構を介してバリエータに入力され、この駆動力によって、イナーシャによってバリエータに入力される過度なトルクを相殺できるので、当該過度なトルクの入力を防止できる。
また、バリエータにイナーシャによる過度なトルクが入力されるのを防止できるので、バリエータのトラクション伝達部のグロススリップを防止することができる。このため、皿ばね与圧を低く設定することができるため、高速巡航時の燃費悪化を防止できる。 In the present invention, when the engine is started by the starter motor, the variator is operated by the electric motor in synchronization with the engine speed, thereby preventing excessive torque from being input to the variator from being input. In other words, when the electric motor is driven, the driving force is input to the variator via the gear mechanism, and the excessive torque input to the variator by the inertia can be offset by this driving force, thus preventing the input of the excessive torque. it can.
Further, since excessive torque due to inertia can be prevented from being input to the variator, gross slip of the traction transmission section of the variator can be prevented. For this reason, since the disc spring pressure can be set low, it is possible to prevent deterioration in fuel consumption during high-speed cruise.

本発明によれば、クラッチを断にした状態でスタータモータによるエンジン始動時に、エンジン回転数に同期して、電動モータによってバリエータを作動させることによって、バリエータにイナーシャによる過度なトルクが入力されるのを防止できるとともに、トラクション伝達部でのグロススリップの発生を防止できる。 According to the present invention, when the engine is started by the starter motor with the clutch disengaged, the variator is operated by the electric motor in synchronization with the engine speed, so that excessive torque due to the inertia is input to the variator. And the occurrence of gross slip in the traction transmission unit.

本発明の第１の実施形態に係る無段変速機を説明するもので、そのスケルトン図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a continuously variable transmission according to a first embodiment of the present invention. 同、トラニオンを支持する駆動装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the drive device which supports a trunnion. 本発明の第２の実施形態に係る無段変速機を説明するスケルトン図である。It is a skeleton figure explaining the continuously variable transmission which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態の無段変速機を示すスケルトン図である。同図に示すように、無段変速機は、トロイダル型のバリエータ３１と、遊星歯車機構３２と、エンジン３３の始動用のスタータモータ３４と、ハイブリッド用モータ（電動モータ）３５と備えている。
バリエータ３１の入力軸３１ａには、エンジン３３の出力軸が連結され、このエンジン３３の動力が入力軸３１ａに入力され、この入力軸３１ａによって入力側ディスク４０が回転するようになっている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a skeleton diagram showing a continuously variable transmission according to a first embodiment. As shown in the figure, the continuously variable transmission includes a toroidal variator 31, a planetary gear mechanism 32, a starter motor 34 for starting an engine 33, and a hybrid motor (electric motor) 35.
The output shaft of the engine 33 is connected to the input shaft 31a of the variator 31, and the power of the engine 33 is input to the input shaft 31a, and the input side disk 40 is rotated by the input shaft 31a.

また、入力軸３１ａには、当該入力軸３１ａと一体に回転可能にギヤ３６が設けられ、このギヤ３６にギヤ３７が噛合し、このギヤ３７に、遊星歯車機構３２のキャリア３８と一体に回転可能に設けられたギヤ３９が噛合している。したがって、エンジン３３の動力は、入力軸３１ａ、ギヤ３７，３９を介して遊星歯車機構３２のキャリア３８にも入力されるようになっている。 The input shaft 31a is provided with a gear 36 that can rotate integrally with the input shaft 31a. The gear 37 meshes with the gear 36, and the gear 37 rotates integrally with the carrier 38 of the planetary gear mechanism 32. A gear 39 provided so as to be engaged is engaged. Accordingly, the power of the engine 33 is also input to the carrier 38 of the planetary gear mechanism 32 via the input shaft 31a and the gears 37 and 39.

また、バリエータ３１は、入力軸３１ａと一体に回転可能な入力側ディスク４０，４０と、図示しないパワーローラを介して入力側ディスク４０，４０から回転力が伝達される出力側ディスク４１とを有する。
この例においては、２枚の入力側ディスク４０，４０は、パワーローラと油膜を介して接触する凹面（トラクション面）４０ａ，４０ａどうしが対向するようにして同軸に配置され、その間に出力側ディスク４１が同軸に配置されている。出力側ディスク４１は２つのディスクが背面どうしを接合して一体となった形状を有し、左右の入力側ディスク４０，４０の凹面４０ａ，４０ａにそれぞれ対向し、かつ、パワーローラと油膜を介して接触する一対の凹面（トラクション面）４１ａ，４１ａを有している。 The variator 31 includes input side disks 40 and 40 that can rotate integrally with the input shaft 31a, and an output side disk 41 to which rotational force is transmitted from the input side disks 40 and 40 via a power roller (not shown). .
In this example, the two input-side discs 40, 40 are arranged coaxially so that the concave surfaces (traction surfaces) 40a, 40a that are in contact with the power roller via the oil film face each other, and the output-side disc between them. 41 is arranged coaxially. The output-side disk 41 has a shape in which two disks are joined together by joining the back surfaces, facing the concave surfaces 40a, 40a of the left and right input-side disks 40, 40, respectively, and via a power roller and an oil film. A pair of concave surfaces (traction surfaces) 41a and 41a.

そして、バリエータ３１においては、互いに凹面４０ａ，４１ａを対向して配置されている入力側ディスク４０，４０と、出力側ディスク４１との間にパワーローラが例えば一対ずつ配置されるとともに傾転可能とされている。そして、パワーローラの傾転角に応じて、パワーローラがその周面を入力側ディスク４０の凹面４０ａの外周側に接触させられるとともに、出力側ディスク４１の凹面４１ａの内周側に接触させられた減速の状態から中立状態を経て入力側ディスク４０の凹面４０ａの内周側に接触させられるとともに、出力側ディスク４１の凹面４１ａの外周側に接触させられた増速の状態まで変速比を無段で連続的に変えられるようになっている。 In the variator 31, for example, a pair of power rollers are disposed between the input side disks 40, 40 and the output side disks 41 that are disposed with the concave surfaces 40 a, 41 a facing each other, and can be tilted. Has been. Then, according to the tilt angle of the power roller, the power roller is brought into contact with the outer peripheral side of the concave surface 40a of the input side disk 40 and is brought into contact with the inner peripheral side of the concave surface 41a of the output side disk 41. The speed ratio is not changed from the reduced speed state to the neutral state after being brought into contact with the inner peripheral side of the concave surface 40a of the input side disk 40 and the increased speed being brought into contact with the outer peripheral side of the concave surface 41a of the output side disk 41. It can be changed continuously in steps.

また、出力側ディスク４１の外周部には、バリエータ３１の出力ギヤ４５が出力側ディスク４１と一体に回転可能に設けられている。
そして、出力ギヤ４５は、出力軸４６に一体に回転可能に設けられたギヤ４７と噛み合っており、バリエータ３１の出力となる回転力がギヤ４７を介して出力軸４６に入力されるようになっている。
また、この出力軸４６にハイブリッド用モータ３５の出力軸が同軸に連結されている。 Further, an output gear 45 of the variator 31 is provided on the outer peripheral portion of the output side disk 41 so as to be rotatable integrally with the output side disk 41.
The output gear 45 meshes with a gear 47 that is provided so as to be rotatable integrally with the output shaft 46, and the rotational force that is output from the variator 31 is input to the output shaft 46 via the gear 47. ing.
Further, the output shaft of the hybrid motor 35 is coaxially connected to the output shaft 46.

また、出力軸４６は、湿式のダイレクトモードクラッチ（高速用クラッチ）４９を介して無段変速装置の出力軸５１が接続可能となっている。
また、遊星歯車機構３２は、太陽ギヤ５４と、当該太陽ギヤ５４と噛み合って当該太陽ギヤ５４の周囲を自転しながら公転する遊星ギヤ５３と、遊星ギヤ５３を上述のように自転自在かつ公転自在に支持するキャリア３８と、遊星ギヤ５３の外側に太陽ギヤ５４と同軸上に配置されて、当該遊星ギヤ５３と内周側に形成された歯が噛み合って回転するリングギヤ５５とを備えている。 The output shaft 46 can be connected to the output shaft 51 of the continuously variable transmission via a wet direct mode clutch (high speed clutch) 49.
The planetary gear mechanism 32 also includes a sun gear 54, a planetary gear 53 that meshes with the sun gear 54 and revolves around the sun gear 54, and the planetary gear 53 rotates and revolves as described above. And a ring gear 55 which is arranged on the outer side of the planetary gear 53 and coaxially with the sun gear 54 and rotates with the planetary gear 53 meshed with teeth formed on the inner peripheral side.

そして、上述のようにエンジン３３からの回転力が入力軸３１ａ、ギヤ３６，３７，３９を介して、キャリア３８に入力されるようになっている。
また、バリエータ３１の出力軸４６に太陽ギヤ５４が設けられ、出力軸４６と太陽ギヤ５４とは、一体に回転可能となっている。さらに、リングギヤ５５は、湿式のローモードクラッチ（低速用クラッチ）５６を介して無段変速機の出力軸５１に接続されるようになっている。
また、無段変速装置の出力軸５１には、当該出力軸５１と一体に回転可能に出力ギヤ５２が設けられ、当該出力ギヤ５２から、ギヤ６０、軸６１、ギヤ６２を介して、駆動力が差動装置６３へ伝達され、該差動装置６３を介して左右の駆動車軸６５，６５が駆動されるようになっている。 As described above, the rotational force from the engine 33 is input to the carrier 38 via the input shaft 31a and the gears 36, 37, and 39.
Moreover, the sun gear 54 is provided in the output shaft 46 of the variator 31, and the output shaft 46 and the sun gear 54 can rotate integrally. Further, the ring gear 55 is connected to the output shaft 51 of the continuously variable transmission via a wet low mode clutch (low speed clutch) 56.
Further, the output shaft 51 of the continuously variable transmission is provided with an output gear 52 that can rotate integrally with the output shaft 51, and the driving force is transmitted from the output gear 52 via the gear 60, the shaft 61, and the gear 62. Is transmitted to the differential device 63, and the left and right drive axles 65, 65 are driven via the differential device 63.

また、ハイブリッド用モータ（電動モータ）３５の出力軸は、上述したように、出力軸４６と連結されており、ハイブリッド用モータ（電動モータ）３５の出力（駆動力）は、出力軸４６、遊星歯車機構３２の太陽ギヤ５４、遊星ギヤ５３、キャリア３８、ギヤ３９，３７，３６を介して入力軸３１ａに入力されるようになっている。
そして、ハイブリッド用モータ（電動モータ）３５は、ダイレクトモードクラッチ４９およびローモードクラッチ５６を断にした状態で、スタータモータ３４によるエンジン始動時に、エンジン回転数に同期して、バリエータ３１を作動させるように、駆動するようになっている。
上述したように、ハイブリッド用モータ（電動モータ）３５の出力（駆動力）は、出力軸４６、ギヤ４７、出力ギヤ４５を介して出力側ディスク４１に入力されるとともに、出力軸４６、遊星歯車機構３２の太陽ギヤ５４、遊星ギヤ５３、キャリア３８、ギヤ３９，３７，３６、入力軸３１ａを介して入力側ディスク４０に入力されるので、これらによる回転数の変化を考慮して、クラッチ４９，５６を断にした状態でスタータモータ３４によるエンジン始動時にハイブリッド用モータ（電動モータ）３５を駆動させて、エンジン回転数に同期して、バリエータ３１を作動させるようになっている。 Further, as described above, the output shaft of the hybrid motor (electric motor) 35 is connected to the output shaft 46, and the output (driving force) of the hybrid motor (electric motor) 35 is output to the output shaft 46, the planet. It is input to the input shaft 31a through the sun gear 54, the planetary gear 53, the carrier 38, and the gears 39, 37, and 36 of the gear mechanism 32.
The hybrid motor (electric motor) 35 operates the variator 31 in synchronization with the engine speed when the engine is started by the starter motor 34 with the direct mode clutch 49 and the low mode clutch 56 disconnected. In addition, it is designed to drive.
As described above, the output (driving force) of the hybrid motor (electric motor) 35 is input to the output-side disk 41 via the output shaft 46, the gear 47, and the output gear 45, and the output shaft 46, the planetary gears. Since it is input to the input side disk 40 via the sun gear 54, the planetary gear 53, the carrier 38, the gears 39, 37, 36 and the input shaft 31a of the mechanism 32, the clutch 49 is considered in consideration of the change in the rotational speed due to these. 56, the hybrid motor (electric motor) 35 is driven when the engine is started by the starter motor 34, and the variator 31 is operated in synchronization with the engine speed.

このような、無段変速装置においては、ダイレクトモードクラッチ（高速用クラッチ）４９を接続するとともに、ローモードクラッチ（低速用クラッチ）５６を切断すると、ダイレクトモードとなり、バリエータ３１の出力軸４６と無段変速装置の出力軸５１とがダイレクトモードクラッチ４９により一体に回転可能に接続され、バリエータ３１の出力軸４６およびハイブリッド用モータ（電動モータ）３５の回転力が無段変速機の出力とされる。すなわち、バリエータ３１の出力軸４６が無段変速機の出力軸５１に直結されて、バリエータ３１およびハイブリッド用モータ（電動モータ）３５の出力がそのまま無段変速機の出力とされることになり、バリエータ３１の変速比のみで出力が行われることになる。 In such a continuously variable transmission, when the direct mode clutch (high speed clutch) 49 is connected and the low mode clutch (low speed clutch) 56 is disconnected, the direct mode is established, and the output shaft 46 of the variator 31 is not connected. The output shaft 51 of the step transmission is connected to the direct mode clutch 49 so as to be integrally rotatable, and the rotational force of the output shaft 46 of the variator 31 and the hybrid motor (electric motor) 35 is the output of the continuously variable transmission. . That is, the output shaft 46 of the variator 31 is directly connected to the output shaft 51 of the continuously variable transmission, and the outputs of the variator 31 and the hybrid motor (electric motor) 35 are directly used as the output of the continuously variable transmission. The output is performed only with the gear ratio of the variator 31.

一方、ダイレクトモードクラッチ（高速用クラッチ）４９を切断するとともに、ローモードクラッチ（低速用クラッチ）５６を接続すると、ローモード（ギアードニュートラルモード：動力循環モード（低速モード））となる。この例では、遊星歯車機構３２のキャリア３８にバリエータ３１の入力軸３１ａの回転力が伝達され、太陽ギヤ５４にバリエータ３１の出力軸４６の回転力およびハイブリッド用モータ（電動モータ）３５の出力（回転力）が伝達される。そして、これらの回転に基づいて、自転するとともに公転する遊星ギヤ５３の回転に対応してリングギヤ５５が回転し、当該リングギヤ５５がローモードクラッチ５６により無段変速機の出力軸５１に接続され、遊星歯車機構３２からの出力が無段変速機の出力となる。
このギアードニュートラルモードの場合には、無段変速機の変速比を負の値から０を挟んで正の値まで無限大（低速モード時に、入力側ディスク４０と出力側ディスク４１との間の変速度比の調節に基づいて、入力軸３１ａを回転させた状態のまま出力軸４６を停止させる変速比無限大の状態）を含んでほぼ連続的に制御を行うことができる。 On the other hand, when the direct mode clutch (high speed clutch) 49 is disconnected and the low mode clutch (low speed clutch) 56 is connected, the low mode (geared neutral mode: power circulation mode (low speed mode)) is set. In this example, the rotational force of the input shaft 31 a of the variator 31 is transmitted to the carrier 38 of the planetary gear mechanism 32, and the rotational force of the output shaft 46 of the variator 31 and the output of the hybrid motor (electric motor) 35 ( Torque) is transmitted. Based on these rotations, the ring gear 55 rotates corresponding to the rotation of the planetary gear 53 that rotates and revolves, and the ring gear 55 is connected to the output shaft 51 of the continuously variable transmission by the low mode clutch 56. The output from the planetary gear mechanism 32 becomes the output of the continuously variable transmission.
In the case of the geared neutral mode, the transmission ratio of the continuously variable transmission is infinite from a negative value to a positive value with 0 being sandwiched (in the low speed mode, the change between the input-side disk 40 and the output-side disk 41). Based on the adjustment of the speed ratio, the control can be performed almost continuously, including a state where the output shaft 46 is stopped while the input shaft 31a is rotated and the output shaft 46 is stopped.

また、上述したダイレクトモードおよびローモードのいずれの場合においても、ハイブリッド用モータ（電動モータ）３５の回転数は、入出力側ディスク４０，４１から計算される変速比が規定変速範囲内になるように制御を行う。
すなわち、入力側ディスク４０，４０と出力側ディスク４１との間の変速比（バリエータ３１の変速比）を、変速比検出手段により検出する。この変速比検出手段は、入力側ディスク４０および出力側ディスク４１の回転速度を検出するための、図示しない入力側、出力側両回転センサと、これら各ディスク４０，４１の回転速度から変速比を算出する機能を備えた制御器とにより構成されている。 In both the direct mode and the low mode described above, the rotational speed of the hybrid motor (electric motor) 35 is such that the speed ratio calculated from the input / output disks 40 and 41 is within the specified speed range. To control.
That is, the speed ratio between the input side disks 40 and 40 and the output side disk 41 (the speed ratio of the variator 31) is detected by the speed ratio detecting means. This gear ratio detecting means detects the rotational speeds of the input side disk 40 and the output side disk 41, the input side and output side both rotation sensors (not shown), and the speed ratio from the rotational speeds of these disks 40, 41 And a controller having a function to calculate.

また、スタータモータ３４によるエンジン始動時には、ダイレクトモードクラッチ（高速用クラッチ）４９およびローモードクラッチ（低速用クラッチ）５６を切断したうえで、ハイブリッド用モータ（電動モータ）３５は、エンジン回転数に同期して、バリエータ３１を作動させるように、駆動する。
つまり、ハイブリッド用モータ（電動モータ）３５の出力（駆動力）は、出力軸４６、ギヤ４７、出力ギヤ４５を介して出力側ディスク４１に入力されるとともに、出力軸４６、遊星歯車機構３２の太陽ギヤ５４、遊星ギヤ５３、キャリア３８、ギヤ３９，３７，３６、入力軸３１ａを介して入力側ディスク４０に入力されるので、これらによる回転数の変化を考慮して、ハイブリッド用モータ（電動モータ）３５を駆動させて、エンジン回転数に同期して、バリエータ３１を作動させる。 When the engine is started by the starter motor 34, the direct mode clutch (high speed clutch) 49 and the low mode clutch (low speed clutch) 56 are disconnected, and the hybrid motor (electric motor) 35 is synchronized with the engine speed. Then, the variator 31 is driven to operate.
That is, the output (driving force) of the hybrid motor (electric motor) 35 is input to the output side disk 41 via the output shaft 46, the gear 47, and the output gear 45, and the output shaft 46 and the planetary gear mechanism 32. Since it is input to the input side disk 40 via the sun gear 54, the planetary gear 53, the carrier 38, the gears 39, 37, and 36, and the input shaft 31a, the hybrid motor (electrical drive) The motor 35 is driven to operate the variator 31 in synchronization with the engine speed.

このように、本実施の形態によれば、クラッチ４９，５６を断にした状態でスタータモータ３４によるエンジン始動時に、エンジン回転数に同期して、電動モータ３５によってバリエータ３１を作動させることによって、バリエータ３１にイナーシャによる過度なトルクが入力されるのを防止できる。つまり、電動モータ３５を駆動すると、その駆動力がギヤ機構（出力軸４６、ギヤ４７、出力ギヤ４５および出力軸４６、遊星歯車機構３２、ギヤ３７，３６）を介してバリエータ３１に入力されるので、この駆動力によって、イナーシャによってバリエータに入力される過度なトルクを相殺できる。したがって、当該過度なトルクの入力を防止できる。
また、バリエータ３１にイナーシャによる過度なトルクが入力されるのを防止できるので、バリエータ３１のトラクション伝達部のグロススリップを防止することができる。このため、皿ばね与圧を低く設定することができるため、高速巡航時の燃費悪化を防止できる。 Thus, according to the present embodiment, when the starter motor 34 starts the engine with the clutches 49 and 56 disengaged, the electric motor 35 operates the variator 31 in synchronization with the engine speed. It is possible to prevent excessive torque due to inertia from being input to the variator 31. That is, when the electric motor 35 is driven, the driving force is input to the variator 31 through the gear mechanism (output shaft 46, gear 47, output gear 45 and output shaft 46, planetary gear mechanism 32, gears 37 and 36). Therefore, the excessive torque input to the variator by the inertia can be canceled by this driving force. Therefore, the input of the excessive torque can be prevented.
Further, since excessive torque due to inertia can be prevented from being input to the variator 31, gross slip of the traction transmission unit of the variator 31 can be prevented. For this reason, since the disc spring pressure can be set low, it is possible to prevent deterioration in fuel consumption during high-speed cruise.

また、ハイブリッド用モータ（電動モータ）３５を以下のように制御することによっても、バリエータ３１にイナーシャによる過度なトルクが入力されるのを防止できる。
すなわち、図２に示すように、入力側ディスクと出力側ディスクとによって挟持されているパワーローラ１１は、トラニオン１５によって支持されているが、このトラニオン１５の下端部には、駆動ロッド（トラニオン軸）１６が設けられている。この駆動ロッド１６には、油圧ピストン１７が固定されている。そして、油圧ピストン１７は駆動シリンダ１８内に油密に設けられている。これら油圧ピストン１７と駆動シリンダ１８とで、トラニオン１５を、その軸方向に変位させる駆動装置２０を構成している。 Moreover, it is possible to prevent excessive torque due to inertia from being input to the variator 31 by controlling the hybrid motor (electric motor) 35 as follows.
That is, as shown in FIG. 2, the power roller 11 held between the input side disk and the output side disk is supported by the trunnion 15, and a drive rod (trunion shaft) is provided at the lower end of the trunnion 15. ) 16 is provided. A hydraulic piston 17 is fixed to the drive rod 16. The hydraulic piston 17 is oil-tightly provided in the drive cylinder 18. The hydraulic piston 17 and the drive cylinder 18 constitute a drive device 20 that displaces the trunnion 15 in the axial direction thereof.

そして、変速制御する場合には、駆動装置２０によってトラニオン１５を軸方向に変位させることで、パワーローラの周面と入力側ディスクおよび出力側ディスクの内側面との当接部に作用する接線方向の力の向きが変化し、これによって、トラニオン１５が、軸を中心として、互いに逆方向に揺動（傾転）する。その結果、パワーローラ１１の周面と入出力側ディスクの内側面との当接位置が変化し、これによって、入力軸と出力ギヤとの間の回転速度比が変化する、つまり変速制御される。 In the case of shifting control, the drive device 20 displaces the trunnion 15 in the axial direction, so that the tangential direction acts on the contact portion between the peripheral surface of the power roller and the inner surface of the input side disk and the output side disk. As a result, the trunnion 15 swings (tilts) in opposite directions around the axis. As a result, the contact position between the peripheral surface of the power roller 11 and the inner surface of the input / output side disk changes, whereby the rotational speed ratio between the input shaft and the output gear changes, that is, shift control is performed. .

一方、入力側ディスクから出力側ディスクに動力を伝達する際に、トラニオン１５には、それぞれの内側面に支持されたパワーローラ１１の周面と各ディスクの内側面との摩擦に伴って軸方向の力が加わる。この力は、所謂２Ｆｔと呼ばれるもので、その大きさは、入力側ディスクから出力側ディスクに伝達する力（トルク）に比例する。そして、このような力２Ｆｔは、駆動装置２０により支持される。したがって、トロイダル型無段変速機の運転時に、駆動装置２０を構成する油圧ピストン１７の両側に存在する一対の２０ａ，２０ｂの圧力差（差圧）は、前記力２Ｆｔの大きさに比例する。 On the other hand, when the power is transmitted from the input side disk to the output side disk, the trunnion 15 is axially moved in accordance with the friction between the peripheral surface of the power roller 11 supported on each inner surface and the inner surface of each disk. The power of. This force is called 2Ft, and its magnitude is proportional to the force (torque) transmitted from the input side disk to the output side disk. Such a force 2Ft is supported by the driving device 20. Therefore, during operation of the toroidal continuously variable transmission, the pressure difference (differential pressure) between the pair of 20a and 20b existing on both sides of the hydraulic piston 17 constituting the drive device 20 is proportional to the magnitude of the force 2Ft.

このように変速制御ピストン（油圧ピストン）１７の差圧は、変速制御以外に、パワーローラ１１にかかる荷重（トルク由来：トラクション力）を支持するためにも使用される。
トラクション力（２Ｆｔ）は、下記の式で表すことができる。
２Ｆｔ＝ピストン（油圧ピストン１７）面積×差圧 As described above, the differential pressure of the speed change control piston (hydraulic piston) 17 is used not only for speed change control but also for supporting a load (from torque: traction force) applied to the power roller 11.
The traction force (2Ft) can be expressed by the following equation.
2Ft = piston (hydraulic piston 17) area × differential pressure

このため、差圧を制御することによって、バリエータに３１に入るトルクを制御することができる。
そして、イナーシャによってバリエータ３１に過度なトルクが入力されないように、つまり、変速制御ピストン（油圧ピストン）１７の差圧が閾値以下になるように、ハイブリッド用モータ（電動モータ）３５を制御することによって、バリエータ３１に入るトルクを低減できグロススリップを防止できる。 For this reason, by controlling the differential pressure, the torque entering the variator 31 can be controlled.
By controlling the hybrid motor (electric motor) 35 so that excessive torque is not input to the variator 31 by the inertia, that is, the differential pressure of the transmission control piston (hydraulic piston) 17 is equal to or less than a threshold value. The torque entering the variator 31 can be reduced and the gross slip can be prevented.

（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態の無段変速機を示すスケルトン図である。この図に示す無段変速機が、図１に示す第１の実施の形態の無段変速機と異なる点は、エンジン３３とバリエータ３１との間にクラッチ７０を設けた点であるので、以下ではこの点について説明し、第１の実施の形態と同一の構成には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。 (Second Embodiment)
FIG. 3 is a skeleton diagram showing the continuously variable transmission according to the second embodiment. The continuously variable transmission shown in this figure is different from the continuously variable transmission of the first embodiment shown in FIG. 1 in that a clutch 70 is provided between the engine 33 and the variator 31. Now, this point will be described, and the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.

図３に示すように、クラッチ７０はエンジン３３の出力を入力軸３１ａに断接可能とする湿式のクラッチである。
本実施の形態では、スタータモータ３４によるエンジン始動時にクラッチ７０を締結しない状態（断にした状態）にしておき、エンジン回転数に同期してハイブリッド用モータ（電動モータ）３５を駆動する。もしくは、変速制御ピストン（油圧ピストン１７）の差圧が閾値以下になるようにハイブリッド用モータ（電動モータ）３５を制御する。
ハイブリッド用モータ（電動モータ）３５の回転数は、入出力ディスクから計算される変速比が規定変速範囲内になるように制御を行う。エンジン３３が完爆後でイナーシャによるトルクが十分に低くなり、油温が十分に温まった後にクラッチ７０を締結する。 As shown in FIG. 3, the clutch 70 is a wet type clutch that allows the output of the engine 33 to be connected to and disconnected from the input shaft 31a.
In the present embodiment, the clutch 70 is not engaged (disengaged) when the engine is started by the starter motor 34, and the hybrid motor (electric motor) 35 is driven in synchronization with the engine speed. Alternatively, the hybrid motor (electric motor) 35 is controlled so that the differential pressure of the speed change control piston (hydraulic piston 17) is equal to or less than the threshold value.
The number of revolutions of the hybrid motor (electric motor) 35 is controlled so that the speed ratio calculated from the input / output disk is within the specified speed range. After the engine 33 is completely detonated, the torque due to the inertia becomes sufficiently low, and the clutch 70 is engaged after the oil temperature is sufficiently warmed.

このように、エンジン３３が完爆後でイナーシャによるトルクが十分に低くなり、油温が十分に温まった後にクラッチ７０を締結するので、バリエータ３１のトラクション伝達部のグロススリップを確実に防止することができる。 Thus, after the engine 33 has completed a complete explosion, the torque due to the inertia is sufficiently low, and the clutch 70 is engaged after the oil temperature is sufficiently warmed, so that gross slip of the traction transmission portion of the variator 31 can be reliably prevented. Can do.

なお、本実施の形態の無段変速機では、トロイダル型無段変速機（バリエータ３１）として図１および図３に示すようなダブルキャビティ式ハーフトロイダル型無段変速機を使用したが、これに限らず、シングルキャビティ式ハーフトロイダル型無段変速機やフルトロイダル型無段変速機を使用したものにも適用できる。
また、本実施の形態では、ギヤ機構を、出力軸４６、ギヤ４７、出力ギヤ４５および出力軸４６、遊星歯車機構３２、ギヤ３７，３６等によって構成したが、他のギヤ機構によって構成してもよいし、遊星歯車機構も図１および図３に示すようなものに限らず、他の遊星歯車機構を使用してもよい。 In the continuously variable transmission of the present embodiment, a double cavity half-toroidal continuously variable transmission as shown in FIGS. 1 and 3 is used as the toroidal continuously variable transmission (variator 31). The present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to those using a single cavity type half toroidal type continuously variable transmission or a full toroidal type continuously variable transmission.
In the present embodiment, the gear mechanism is constituted by the output shaft 46, the gear 47, the output gear 45 and the output shaft 46, the planetary gear mechanism 32, the gears 37, 36, etc., but is constituted by another gear mechanism. Alternatively, the planetary gear mechanism is not limited to that shown in FIGS. 1 and 3, and other planetary gear mechanisms may be used.

３１バリエータ（トロイダル型無段変速機）
３２遊星歯車機構（ギヤ機構）
１２入力側ディスク
３３エンジン
３４スタータモータ
３５ハイブリッド用モータ（電動モータ）
４９ダイレクトモードクラッチ（クラッチ）
５１出力軸
５６ローモードクラッチ（クラッチ） 31 Variator (Toroidal continuously variable transmission)
32 Planetary gear mechanism (gear mechanism)
12 Input side disk 33 Engine 34 Starter motor 35 Hybrid motor (electric motor)
49 Direct mode clutch (clutch)
51 Output shaft 56 Low mode clutch (clutch)

Claims

A starter motor for starting the engine, a toroidal variator for converting engine output at a predetermined gear ratio, a gear mechanism for transmitting the engine output and / or variator output, and the gear mechanism and the output shaft. In a continuously variable transmission including a connecting and disconnecting clutch and an electric motor connected to the gear mechanism,
The electric motor synchronizes the variator with the engine speed by inputting the output of the electric motor to the output side disk and the input side disk of the variator through the gear mechanism when the starter motor starts the engine. A continuously variable transmission that is actuated .