JP6696734B2 - Continuously variable transmission - Google Patents
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Description
本発明は、無段変速機に関する。 The present invention relates to a continuously variable transmission.
車両に搭載される変速機として、CVT(Continuously Variable Transmission:無段変速機)が広く知られている。 A CVT (Continuously Variable Transmission) is widely known as a transmission mounted on a vehicle.
CVTは、入力側のプライマリプーリと出力側のセカンダリプーリとに無端状のベルトが巻き掛けられた構成を有している。エンジンなどの駆動源からのトルクがプライマリプーリに入力されると、プライマリプーリとベルトとの間の摩擦力により、プライマリプーリからベルトにトルクが伝達され、セカンダリプーリとベルトとの間の摩擦力により、ベルトからセカンダリプーリにトルクが伝達される。 The CVT has a configuration in which an endless belt is wound around a primary pulley on the input side and a secondary pulley on the output side. When torque from a drive source such as an engine is input to the primary pulley, the frictional force between the primary pulley and the belt transfers the torque from the primary pulley to the belt, and the frictional force between the secondary pulley and the belt causes , Torque is transmitted from the belt to the secondary pulley.
プライマリプーリおよびセカンダリプーリは、いずれも、固定シーブと、固定シーブにベルトを挟んで対向配置され、その対向方向に移動可能に設けられた可動シーブと、可動シーブに対して固定シーブと反対側に設けられ、可動シーブとの間にピストン室(油室)を形成するピストンとを備えている。 The primary pulley and the secondary pulley are both fixed sheaves, movable sheaves that are arranged to face each other with the belt sandwiched between the fixed sheaves, and movable sheaves that are movably provided in the facing direction. A piston that is provided and forms a piston chamber (oil chamber) between the movable sheave and the movable sheave.
CVTでは、プライマリプーリのピストン室に供給される油の流量制御により、プライマリプーリの固定シーブと可動シーブとの間隔が変更される。これに伴い、プライマリプーリに対するベルトの巻きかけ径が変化するとともに、セカンダリプーリの固定シーブと可動シーブとの間隔が変化し、セカンダリプーリに対するベルトの巻きかけ径が変化する。これにより、変速比(プーリ比)が無段階で連続的に変化する。また、ベルトは、各プーリの固定シーブおよび可動シーブ間において、各プーリのピストン室に供給される油圧に応じた推力で挟圧される。各プーリの推力には、各プーリとベルトとの間で滑りが生じない大きさが必要とされ、その必要な推力が得られるよう、各プーリのピストン室に供給される油圧が制御される。 In the CVT, the distance between the fixed sheave and the movable sheave of the primary pulley is changed by controlling the flow rate of oil supplied to the piston chamber of the primary pulley. Along with this, the winding diameter of the belt around the primary pulley changes, the distance between the fixed sheave and the movable sheave of the secondary pulley changes, and the winding diameter of the belt around the secondary pulley changes. As a result, the gear ratio (pulley ratio) continuously changes continuously. Further, the belt is clamped between the fixed sheave and the movable sheave of each pulley by a thrust force corresponding to the hydraulic pressure supplied to the piston chamber of each pulley. The thrust of each pulley is required to have a magnitude that does not cause slippage between each pulley and the belt, and the hydraulic pressure supplied to the piston chamber of each pulley is controlled so that the required thrust can be obtained.
セカンダリプーリが高速回転すると、セカンダリプーリのピストン室内の作動油に作用する遠心力が大きくなり、可動シーブに大きい遠心油圧が作用するので、必要な推力を得るためにピストン室への供給が必要とされる油圧(制御油圧)を低く設定することができる。しかしながら、油圧回路からピストン室に供給される油圧には下限があり、制御油圧がその下限圧(最低油圧)を下回る領域では、セカンダリプーリからベルトに加えられる推力が必然的に過大(過推力)になる。推力が過大になると、ベルトやセカンダリプーリ(または軸)を支持するベアリングなどでエネルギー損失が増大し、そのエネルギー損失の増大により、トルクの伝達効率が低下する。 When the secondary pulley rotates at high speed, the centrifugal force acting on the hydraulic oil in the piston chamber of the secondary pulley increases, and the large centrifugal hydraulic pressure acts on the movable sheave.Therefore, it is necessary to supply the piston chamber with the required thrust. The hydraulic pressure (control hydraulic pressure) to be set can be set low. However, the hydraulic pressure supplied from the hydraulic circuit to the piston chamber has a lower limit, and in the region where the control hydraulic pressure is below the lower limit pressure (minimum hydraulic pressure), the thrust applied to the belt from the secondary pulley is inevitably excessive (excessive thrust). become. If the thrust becomes excessive, energy loss increases in the bearings that support the belt and the secondary pulley (or shaft), and due to the increase in energy loss, the torque transmission efficiency decreases.
そのため、一般的なCVTでは、セカンダリプーリのピストンに対してピストン室と反対側に、可動シーブと一体化されたキャンセラが設けられ、キャンセラとピストンとの間に形成されるキャンセラ室に油が供給される。これにより、セカンダリプーリの回転時に、キャンセラ室内に遠心油圧が発生し、そのキャンセラ室内の遠心油圧により、ピストン室内に発生する遠心油圧をキャンセル(相殺)することができる。そして、セカンダリプーリの高速回転時には、ピストン室内に発生する遠心油圧がキャンセルされることにより、セカンダリプーリからベルトに過推力が加わることを抑制できる。 Therefore, in a general CVT, a canceller integrated with the movable sheave is provided on the opposite side of the piston of the secondary pulley from the piston chamber, and oil is supplied to the canceller chamber formed between the canceller and the piston. To be done. Thereby, when the secondary pulley rotates, centrifugal oil pressure is generated in the canceller chamber, and the centrifugal oil pressure generated in the canceller chamber can cancel (cancel) the centrifugal oil pressure generated in the piston chamber. Then, when the secondary pulley rotates at high speed, the centrifugal hydraulic pressure generated in the piston chamber is canceled, so that it is possible to suppress the application of an excessive thrust force from the secondary pulley to the belt.
しかしながら、キャンセラ(キャンセラ室)が設けられていると、ピストン室内に発生する遠心油圧が常にキャンセルされるので、キャンセラが設けられていない構成と比較して、ピストン室の必要油圧を高く設定する必要がある。その結果、油圧を発生させるオイルポンプの駆動トルクが増大する。 However, if a canceller (canceller chamber) is provided, the centrifugal hydraulic pressure generated in the piston chamber is always canceled, so it is necessary to set the required hydraulic pressure in the piston chamber higher than in the configuration without a canceller. There is. As a result, the drive torque of the oil pump that generates the hydraulic pressure increases.
本発明の目的は、ベルトに加わる推力が過大(過推力)になることを抑制できながら、ピストン室に供給される油圧を低く抑えることができる、無段変速機を提供することである。 An object of the present invention is to provide a continuously variable transmission capable of suppressing the hydraulic force supplied to the piston chamber to be low while suppressing the thrust applied to the belt from becoming excessive (excessive thrust).
前記の目的を達成するため、本発明に係る無段変速機は、プライマリプーリとセカンダリプーリとに無端状のベルトが巻き掛けられた構成を有する無段変速機であって、セカンダリプーリは、セカンダリ軸に固定された固定シーブと、固定シーブにベルトを挟んで対向配置され、セカンダリ軸にその軸線方向に移動可能に支持された可動シーブと、セカンダリ軸に対して固定され、可動シーブとの間に油圧が供給されるピストン室を形成するピストンと、可動シーブとピストンとを互いに離間する方向に付勢するバイアススプリングと、ピストンに対してピストン室と反対側に、可動シーブと一体的に設けられ、ピストンとの間にキャンセラ室を形成するキャンセラとを備えており、ベルトの伝達トルク容量に応じた必要推力からバイアススプリングの付勢力により可動シーブからベルトに加わるスプリング推力を差し引いた値がピストン室に供給される最低油圧により可動シーブからベルトに加わる最低油圧推力よりも大きいときには、キャンセラ室に油が供給されず、必要推力からスプリング推力を差し引いた値が最低油圧推力以下であるときには、キャンセラ室に油が供給されるように、キャンセラ室への油の供給およびその停止を切り替える切替手段と、必要推力からスプリング推力を差し引いた値が最低油圧推力よりも大きいときには、必要推力からスプリング推力およびピストン室内に発生する遠心油圧により可動シーブからベルトに加わる遠心油圧推力を差し引いた値を制御油圧推力とし、必要推力からスプリング推力を差し引いた値が最低油圧推力以下であるときには、必要推力からスプリング推力を差し引いた値を制御油圧推力として、制御油圧推力に基づいて、ピストン室に供給される油圧を制御する油圧制御手段とを含む。 In order to achieve the above object, a continuously variable transmission according to the present invention is a continuously variable transmission having a configuration in which an endless belt is wound around a primary pulley and a secondary pulley, and the secondary pulley is a secondary Between the fixed sheave fixed to the shaft, the movable sheave, which is arranged to face the fixed sheave with the belt interposed therebetween and is supported by the secondary shaft so as to be movable in the axial direction thereof, and the movable sheave fixed to the secondary shaft. A piston that forms a piston chamber to which hydraulic pressure is supplied, a bias spring that urges the movable sheave and the piston in directions away from each other, and a movable sheave that is integrally provided on the opposite side of the piston chamber from the piston chamber. It has a canceller that forms a canceller chamber with the piston.The value obtained by subtracting the spring thrust applied to the belt from the movable sheave by the biasing force of the bias spring from the necessary thrust corresponding to the transfer torque capacity of the belt is the piston. When the minimum hydraulic pressure supplied to the chamber is larger than the minimum hydraulic thrust applied to the belt from the movable sheave, no oil is supplied to the canceller chamber, and when the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is less than the minimum hydraulic thrust, the canceller is Switching means for switching the oil supply to the canceller chamber and stopping it so that the oil is supplied to the chamber, and when the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is larger than the minimum hydraulic thrust, the required thrust and the spring thrust are The value obtained by subtracting the centrifugal hydraulic thrust applied to the belt from the movable sheave by the centrifugal hydraulic pressure generated in the piston chamber is defined as the control hydraulic thrust.If the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is less than the minimum hydraulic thrust, the required thrust And a hydraulic control means for controlling the hydraulic pressure supplied to the piston chamber based on the control hydraulic thrust.
この構成によれば、可動シーブとピストンとの間には、油圧が供給されるピストン室が形成されている。ピストンに対してピストン室と反対側には、キャンセラが可動シーブと一体的に設けられている。キャンセラとピストンとの間には、油が供給されるキャンセラ室が形成されている。 According to this structure, the piston chamber to which the hydraulic pressure is supplied is formed between the movable sheave and the piston. A canceller is provided integrally with the movable sheave on the side opposite to the piston chamber with respect to the piston. A canceller chamber to which oil is supplied is formed between the canceller and the piston.
ベルトの伝達トルク容量に応じた必要推力からバイアススプリングの付勢力により可動シーブからベルトに加わるスプリング推力を差し引いた値がピストン室に供給される最低油圧により可動シーブからベルトに加わる最低油圧推力よりも大きいときには、キャンセラ室に油が供給されない。そのため、必要推力からスプリング推力およびピストン室内に発生する遠心油圧により可動シーブからベルトに加わる遠心油圧推力を差し引いた値が制御油圧推力とされて、その制御油圧推力に基づいて、ピストン室に供給される油圧が制御される。これにより、ピストン室に供給される油圧を低く抑えることができ、油圧を発生させるオイルポンプの駆動トルクの増大を抑制することができる。その結果、無段変速機が搭載された車両の燃費を向上することができる。 The value obtained by subtracting the spring thrust applied to the belt from the movable sheave by the biasing force of the bias spring from the required thrust corresponding to the transfer torque capacity of the belt is lower than the minimum hydraulic thrust applied to the belt from the movable sheave by the minimum hydraulic pressure supplied to the piston chamber. When large, no oil is supplied to the canceller chamber. Therefore, the value obtained by subtracting the centrifugal hydraulic thrust applied to the belt from the movable sheave by the spring thrust and the centrifugal hydraulic pressure generated in the piston chamber from the required thrust is defined as the control hydraulic thrust, and is supplied to the piston chamber based on the control hydraulic thrust. Hydraulic pressure is controlled. As a result, the hydraulic pressure supplied to the piston chamber can be suppressed low, and an increase in the drive torque of the oil pump that generates the hydraulic pressure can be suppressed. As a result, it is possible to improve the fuel efficiency of the vehicle equipped with the continuously variable transmission.
一方、必要推力からスプリング推力を差し引いた値が最低油圧推力以下であるときには、キャンセラ室に油が供給される。このとき、キャンセラ室内に遠心油圧を発生させることができ、ピストン室内に発生する遠心油圧をキャンセラ室内に発生する遠心油圧でキャンセル(相殺)することができる。その結果、可動シーブからベルトに加わる推力が過大になることを抑制できる。 On the other hand, when the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is less than or equal to the minimum hydraulic thrust, oil is supplied to the canceller chamber. At this time, centrifugal oil pressure can be generated in the canceller chamber, and centrifugal oil pressure generated in the piston chamber can be canceled (cancelled) by centrifugal oil pressure generated in the canceller chamber. As a result, it is possible to prevent the thrust applied to the belt from the movable sheave from becoming excessive.
また、キャンセラ室への油の供給が開始される時点で、必要推力からスプリング推力を差し引いた値が最低油圧推力以下であり、ピストン室に発生する遠心油圧分による推力が過推力としてベルトに既に加わっている。しかも、必要推力からスプリング推力を差し引いた値が最低油圧推力以下であるときには、必要推力からスプリング推力を差し引いた値が制御油圧推力とされて、制御油圧推力に基づいて、ピストン室に供給される油圧が制御される。そのため、キャンセラ室内に遠心油圧が発生しても、可動シーブからベルトに加わる推力が不足することを抑制でき、推力不足によるベルトの滑りの発生を抑制することができる。 Also, when the oil supply to the canceller chamber is started, the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is less than the minimum hydraulic thrust, and the thrust due to the centrifugal hydraulic pressure generated in the piston chamber has already been applied to the belt as excessive thrust. I am joining. Moreover, when the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is less than or equal to the minimum hydraulic thrust, the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is used as the control hydraulic thrust, and is supplied to the piston chamber based on the control hydraulic thrust. Hydraulic pressure is controlled. Therefore, even if centrifugal oil pressure is generated in the canceller chamber, it is possible to prevent the thrust applied to the belt from the movable sheave from becoming insufficient, and it is possible to suppress the occurrence of belt slippage due to insufficient thrust.
本発明によれば、必要推力からスプリング推力を差し引いた値が最低油圧推力よりも大きいときには、キャンセラ室内に遠心油圧が発生しないので、ピストン室に供給される油圧を低く抑えることができ、油圧を発生させるオイルポンプの駆動トルクの増大を抑制することができる。一方、必要推力からスプリング推力を差し引いた値が最低油圧推力以下であるときには、キャンセラ室内に遠心油圧を発生させることができ、可動シーブからベルトに加わる推力が過大になることを抑制できる。しかも、キャンセラ室への油の供給が開始される時点で、ピストン室に発生する遠心油圧分による推力が過推力としてベルトに既に加わっているので、キャンセラ室内に遠心油圧が発生しても、ベルトに加わる推力が不足することを抑制でき、推力不足によるベルトの滑りの発生を抑制することができる。 According to the present invention, when the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is larger than the minimum hydraulic thrust, centrifugal hydraulic pressure is not generated in the canceller chamber, so the hydraulic pressure supplied to the piston chamber can be suppressed to a low level, and the hydraulic pressure can be reduced. It is possible to suppress an increase in the generated drive torque of the oil pump. On the other hand, when the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is less than or equal to the minimum hydraulic thrust, centrifugal hydraulic pressure can be generated in the canceller chamber, and excessive thrust applied to the belt by the movable sheave can be suppressed. Moreover, when the oil supply to the canceller chamber is started, the thrust due to the centrifugal oil pressure component generated in the piston chamber is already applied to the belt as an excessive thrust, so even if centrifugal oil pressure is generated in the canceller chamber, the belt Insufficient thrust force can be suppressed, and occurrence of belt slippage due to insufficient thrust force can be suppressed.
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<駆動系統の構成> <Drive system configuration>
図1は、本発明の一実施形態に係るCVT(無段変速機)4が搭載された車両1の駆動系統の構成を示すスケルトン図である。
FIG. 1 is a skeleton diagram showing a configuration of a drive system of a
車両1は、エンジン(E/G)2を動力源とする自動車である。車両1には、トルクコンバータ3およびCVT4が搭載されている。
The
エンジン2は、E/G出力軸21を備えている。E/G出力軸21は、エンジン2が発生する動力により回転される。
The
トルクコンバータ3は、ポンプインペラ31、タービンランナ32およびロックアップクラッチ33を備えている。ポンプインペラ31およびタービンランナ32は、E/G出力軸21と同一の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。ロックアップクラッチ33は、ポンプインペラ31とタービンランナ32とを直結/分離するために設けられている。ロックアップクラッチ33が係合されると、ポンプインペラ31とタービンランナ32とが直結され、ロックアップクラッチ33が解放されると、ポンプインペラ31とタービンランナ32とが分離される。
The
ポンプインペラ31には、E/G出力軸21が相対回転不能に連結されている。ロックアップクラッチ33が解放された状態において、E/G出力軸21が回転されると、ポンプインペラ31が回転する。ポンプインペラ31が回転すると、ポンプインペラ31からタービンランナ32に向かう油の流れが生じる。この油の流れがタービンランナ32で受けられて、タービンランナ32が回転する。このとき、トルクコンバータ3の増幅作用が生じ、タービンランナ32には、E/G出力軸21のトルクよりも大きなトルクが発生する。
The E /
ロックアップクラッチ33が係合された状態では、E/G出力軸21が回転されると、E/G出力軸21、ポンプインペラ31およびタービンランナ32が一体となって回転する。
When the E /
トルクコンバータ3とCVT4との間には、オイルポンプ5が設けられている。オイルポンプ5のポンプ軸は、ポンプインペラ31と回転軸線が一致するように配置され、ポンプインペラ31に相対回転不能に連結されている。これにより、エンジン2の動力によりポンプインペラ31が回転されると、オイルポンプ5のポンプ軸が回転し、オイルポンプ5から油が吐出される。
An
CVT4は、インプット軸41、アウトプット軸42、ベルト伝達機構43および前後進切替機構44を備えている。
The CVT 4 includes an
インプット軸41は、トルクコンバータ3のタービンランナ32と回転軸線が一致するように配置され、タービンランナ32に相対回転不能に連結されている。
The
アウトプット軸42は、インプット軸41と平行に配置されている。アウトプット軸42には、出力ギヤ45が相対回転不能に支持されている。
The
ベルト伝達機構43には、プライマリ軸51およびセカンダリ軸52が含まれる。プライマリ軸51およびセカンダリ軸52は、それぞれインプット軸41およびアウトプット軸42と同一軸線上であって、それらの軸線方向と直交する方向に少なくとも部分的に重なり合うように配置されている。
The
そして、ベルト伝達機構43は、プライマリ軸51に支持されたプライマリプーリ53とセカンダリ軸52に支持されたセカンダリプーリ54とに、無端状のベルト55が巻き掛けられた構成を有している。
The
プライマリプーリ53は、プライマリ軸51に固定された固定シーブ61と、固定シーブ61にベルト55を挟んで対向配置され、プライマリ軸51にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ62とを備えている。可動シーブ62に対して固定シーブ61と反対側には、プライマリ軸51に固定されたピストン63が設けられ、可動シーブ62とピストン63との間に、ピストン室(油室)64が形成されている。ピストン室64に供給される油の流量が制御されることにより、変速比が連続的かつ無段階に変更される。
The
セカンダリプーリ54は、セカンダリ軸52に対して固定された固定シーブ65と、固定シーブ65にベルト55を挟んで対向配置され、セカンダリ軸52にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ66とを備えている。可動シーブ66に対して固定シーブ61と反対側には、セカンダリ軸52に固定されたピストン67が設けられ、可動シーブ66とピストン67との間に、ピストン室(油室)68が形成されている。ピストン室68に供給される油圧(セカンダリ圧)が制御されることにより、ベルト55がピストン室68に供給される油圧に応じた推力で挟圧される。
The
変速比が下げられるときには、プライマリプーリ53のピストン室64に供給される油の流量が上げられる。これにより、プライマリプーリ53の可動シーブ62が固定シーブ61側に移動し、固定シーブ61と可動シーブ62との間隔(溝幅)が小さくなる。これに伴い、プライマリプーリ53に対するベルト55の巻きかけ径が大きくなり、セカンダリプーリ54の固定シーブ65と可動シーブ66との間隔(溝幅)が大きくなる。その結果、プライマリプーリ53とセカンダリプーリ54とのプーリ比が小さくなり、変速比が下がる。
When the gear ratio is reduced, the flow rate of oil supplied to the
変速比が上げられるときには、プライマリプーリ53のピストン室64に供給される油の流量が下げられる。これにより、ベルト55に対するセカンダリプーリ54の推力がベルト55に対するプライマリプーリ53の推力よりも大きくなり、セカンダリプーリ54の固定シーブ65と可動シーブ66との間隔が小さくなるとともに、固定シーブ61と可動シーブ62との間隔が大きくなる。その結果、プライマリプーリ53とセカンダリプーリ54とのプーリ比が大きくなり、変速比が上がる。
When the gear ratio is increased, the flow rate of oil supplied to the
前後進切替機構44は、インプット軸41とベルト伝達機構43のプライマリ軸51との間に介装されている。前後進切替機構44は、遊星歯車機構71、リバースクラッチC1およびフォワードブレーキB1を備えている。
The forward /
遊星歯車機構71には、キャリア72、サンギヤ73およびリングギヤ74が含まれる。
The planetary gear mechanism 71 includes a
キャリア72は、インプット軸41に相対回転可能に支持されている。キャリア72は、複数のピニオンギヤ75を回転可能に支持している。複数のピニオンギヤ75は、円周上に配置されている。
The
サンギヤ73は、インプット軸41に相対回転不能に支持されて、複数のピニオンギヤ75により取り囲まれる空間に配置されている。サンギヤ73のギヤ歯は、各ピニオンギヤ75のギヤ歯と噛合している。
The
リングギヤ74は、その回転軸線がプライマリ軸51の軸心と一致するように設けられている。リングギヤ74には、ベルト伝達機構43のプライマリ軸51が連結されている。リングギヤ74のギヤ歯は、複数のピニオンギヤ75を一括して取り囲むように形成され、各ピニオンギヤ75のギヤ歯と噛合している。
The
リバースクラッチC1は、キャリア72とサンギヤ73との間に設けられている。
The reverse clutch C1 is provided between the
フォワードブレーキB1は、キャリア72とトルクコンバータ3およびCVT4を収容するトランスミッションケースとの間に設けられている。
The forward brake B1 is provided between the
車両1の前進時には、リバースクラッチC1が解放されて、フォワードブレーキB1が係合される。エンジン2の動力がインプット軸41に入力されると、キャリア72が静止した状態で、サンギヤ73がインプット軸41と一体に回転する。そのため、サンギヤ73の回転は、リングギヤ74に逆転かつ減速されて伝達される。これにより、リングギヤ74が回転し、ベルト伝達機構43のプライマリ軸51およびプライマリプーリ53がリングギヤ74と一体に回転する。プライマリプーリ53の回転は、ベルト55を介して、セカンダリプーリ54に伝達され、セカンダリプーリ54およびセカンダリ軸52を回転させる。そして、セカンダリ軸52と一体に、アウトプット軸42および出力ギヤ45が回転する。出力ギヤ45は、デファレンシャルギヤ6のリングギヤ7と噛合している。出力ギヤ45が回転すると、リングギヤ7が回転し、デファレンシャルギヤ6から左右に延びるドライブシャフト81,82が回転して、駆動輪(図示せず)が回転することにより、車両1が前進する。
When the
一方、車両1の後進時には、リバースクラッチC1が係合されて、フォワードブレーキB1が解放される。エンジン2の動力がインプット軸41に入力されると、キャリア72およびサンギヤ73がインプット軸41と一体に回転する。そのため、サンギヤ73の回転は、リングギヤ74に回転方向が逆転されずに伝達される。これにより、リングギヤ74が車両1の前進時と逆方向に回転し、ベルト伝達機構43のプライマリ軸51およびプライマリプーリ53がリングギヤ74と一体に回転する。プライマリプーリ53の回転は、ベルト55を介して、セカンダリプーリ54に伝達され、セカンダリプーリ54およびセカンダリ軸52を回転させる。そして、セカンダリ軸52と一体に、アウトプット軸42および出力ギヤ45が回転する。出力ギヤ45が回転すると、リングギヤ7が回転し、デファレンシャルギヤ6から左右に延びるドライブシャフト81,82が前進時と逆方向に回転して、駆動輪(図示せず)が回転することにより、車両1が後進する。
On the other hand, when the
<セカンダリプーリ> <Secondary pulley>
図2A、図2Bおよび図2Cは、セカンダリプーリ54の構成を示す断面図である。
2A, 2B, and 2C are cross-sectional views showing the configuration of the
セカンダリプーリ54の固定シーブ65は、セカンダリ軸52と一体的に形成され、セカンダリ軸52からその径方向に鍔状に張り出している。固定シーブ65は、セカンダリ軸52側ほど可動シーブ66に近づくように傾斜した挟持面101を有している。
The fixed
なお、以下では、セカンダリ軸52の径方向(軸線と直交する方向)を単に「径方向」という。また、セカンダリ軸52の軸線方向(軸線と平行する方向)を単に「軸線方向」という。「径方向」および「軸線方向」は、それぞれアウトプット軸42の径方向および軸線方向と同じ方向である。
In addition, below, the radial direction of the secondary shaft 52 (direction orthogonal to the axis) is simply referred to as “radial direction”. Further, the axial direction of the secondary shaft 52 (direction parallel to the axial line) is simply referred to as “axial direction”. The “radial direction” and the “axial direction” are the same as the radial direction and the axial direction of the
可動シーブ66は、セカンダリ軸52にその軸線方向に移動可能に外嵌された略円筒状の内円筒部102と、内円筒部102の固定シーブ65側の端部から径方向に鍔状に張り出す鍔状部103と、鍔状部103の外周端部から固定シーブ65側と反対側に延びる略円筒状をなし、内円筒部102と径方向に対向する外円筒部104とを一体的に備えている。また、可動シーブ66は、セカンダリ軸52側ほど固定シーブ65に近づくように傾斜した挟持面105を有している。挟持面105は、固定シーブ65の挟持面101と間隔を空けて対向し、それらの挟持面101,105の間に、ベルト55が挟持されている。
The
内円筒部102には、セカンダリ軸52と摺擦する内周面に、油溝106が全周にわたって形成されている。油溝106は、可動シーブ66(内円筒部102)の可動範囲内であれば、可動シーブ66の位置にかかわらず、セカンダリ軸52の軸線上に形成された作動油路107と常に連通している。また、内円筒部102には、一端が油溝106に接続され、他端が内円筒部102の外周面で開放される導入油路108が形成されている。可動シーブ66とピストン67との間のピストン室68には、作動油路107から油溝106および導入油路108を介して油が供給される。
In the inner
ピストン67は、アウトプット軸42に固定されることにより、セカンダリ軸52に対して固定されている。具体的には、セカンダリ軸52は、アウトプット軸42よりも大径に形成されており、セカンダリ軸52とアウトプット軸42との境界部には、それらの外周面の間に段差が生じている。ピストン67は、アウトプット軸42の外周面に固定され、その外周面から径方向に鍔状に張り出す内円環部109と、内円環部109の外周端部から可動シーブ66側に延びる略円筒状の円筒部110と、円筒部110の可動シーブ66(鍔状部103)側の端部から径方向に延びる略円環状の外円環部111とを一体的に備えている。
The
内円環部109とセカンダリ軸52との間には、可動シーブ66の移動量を物理的に制限するためのストッパ112が介在されている。
A
外円環部111の端面113は、可動シーブ66の外円筒部104に径方向内側から対向している。端面113には、シール溝114が全周にわたって形成されている。シール溝114には、オイルシール115が嵌合されている。オイルシール115は、可動シーブ66の外円筒部104の内面に液密的に当接している。
The
可動シーブ66の鍔状部103とピストン67の内円環部109との間には、ベルト55に初期推力(初期挟圧力)を与えるためのバイアススプリング116が介在されている。バイアススプリング116の弾性力により、可動シーブ66およびピストン67は、互いに離間する方向に付勢されている。
A
ピストン67に対してピストン室68と反対側には、キャンセラ121が設けられている。キャンセラ121は、可動シーブ66の外円筒部104の外周を取り囲む略円筒状をなし、外円筒部104の外周面に固定された固定部122と、可動シーブ66の外円筒部104に対して固定シーブ65側と反対側において、固定部122の端部から径方向内側に延びる略円環状の円環部123と、円環部123の内周端から固定シーブ65側と反対側に屈曲して延び、径方向内側に屈曲して延びる略クランク状のクランク部124とを一体的に備えている。キャンセラ121が設けられることにより、ピストン67とキャンセラ121との間には、キャンセラ室125が形成されている。円環部123の外周部には、キャンセラ室125とその外部とを連通する小孔126が貫通して形成されている。
A
ピストン67の外側には、導油部材131が設けられている。導油部材131は、アウトプット軸42の周囲で径方向に延びる円環状の円環部132と、円環部132の外周端から固定シーブ65側に延びる円筒状の円筒部133とを一体的に備えている。
An
円環部132には、ピストン67の内円環部109と出力ギヤ45とが軸線方向の両側から密着している。円環部132は、内円環部109と出力ギヤ45との間に挟持された状態で、ピストン67および出力ギヤ45に対して固定されている。
The
円筒部133は、ピストン67の円筒部110の外周を取り囲んでいる。円筒部110は、外周面が軸線方向の中央部134よりも固定シーブ65側で相対的に径方向外側に位置し、中央部134よりも固定シーブ65側と反対側で相対的に径方向内側に位置するように、中央部134でクランク状に屈曲している。円筒部133の固定シーブ65側の端部は、円筒部110の外周面に密着し、その端部以外の部分は、円筒部110の外周面と隙間135を空けて対向している。
The
円筒部133には、隙間135とその外部とを連通する油供給口136が形成されている。油供給口136の位置は、変速比が変速比所定値よりも大きいときに、図2Aに示されるように、油供給口136がキャンセラ室125と径方向に対向せず、変速比が変速比所定値と一致するときに、図2Bに示されるように、キャンセラ121のクランク部124の端部と径方向に対向し、変速比が変速比所定値よりも小さいときに、図2Cに示されるように、油供給口136がキャンセラ室125と径方向に対向する位置に決められている。また、油供給口136の断面積(開口面積)は、小孔126の断面積(開口面積)よりも大きい。
The
円環部132には、切欠137が局所的に形成されている。切欠137は、内周端から径方向の途中部まで直線状に延びている。切欠137の個数は、特に制限されず、1個であってもよいし、2個以上であってもよい。そして、ピストン67の内円環部109の外表面(固定シーブ65側と反対側の面)には、切欠137と周方向に同じ位置に、溝138が形成されている。溝138は、内円環部109の外周端から径方向の途中部まで直線状に延び、その径方向内側の端部が切欠137の径方向外側の端部と軸線方向に重なっている。これにより、アウトプット軸42の周囲において、出力ギヤ45、ピストン67の内円環部109および導油部材131の円環部132に取り囲まれた空間139は、切欠137および溝138を介して、ピストン67の円筒部110と導油部材131の円筒部133との間の隙間135と連通している。
A
空間139には、アウトプット軸42の軸線上に形成された潤滑油路141を流通する油が供給される。具体的には、アウトプット軸42には、潤滑油路141が軸線上に形成され、分配油路142が潤滑油路141の周囲に形成されている。分配油路142は、潤滑油路141と連通し、アウトプット軸42の外周面における空間139と連通する位置で開放されている。空間139には、潤滑油路141を流通する油が分配油路142を通して供給される。そして、空間139に供給される油は、切欠137、溝138および隙間135を通して油供給口136に供給され、油供給口136から吐出される。
The oil flowing through the lubricating
作動油路107には、挟圧コントロール弁201から出力される油圧(セカンダリ圧)が供給される。挟圧コントロール弁201の信号ポートには、ソレノイド弁202の出力圧であるソレノイド圧が入力される。挟圧コントロール弁201は、信号ポートに入力されたソレノイド圧を所定の増幅度で増幅し、その増幅した油圧をセカンダリ圧として作動油路107に供給する。ソレノイド弁202は、電気信号に応じたソレノイド圧を出力する。
The hydraulic pressure (secondary pressure) output from the pinching
車両1には、CPUおよびメモリなどを含む構成のECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)301が搭載されている。ECU301には、セカンダリ圧を検出するための油圧センサ302が接続されている。
An ECU (Electronic Control Unit) 301 having a configuration including a CPU and a memory is mounted on the
ECU301は、油圧センサ302の検出信号からセカンダリ圧を検出する。そして、ECU301は、セカンダリ圧、変速比およびエンジントルク(エンジン2の発生トルク)に基づいて、ベルト55の滑り(ベルト滑り)を発生させない推力(挟圧力)が得られるように、制御油圧を設定し、セカンダリ圧が制御油圧と一致するように、ソレノイド弁202を制御する。
The
なお、エンジントルクは、アクセル開度およびエンジン回転数から推定することができる。 The engine torque can be estimated from the accelerator opening and the engine speed.
<変速比所定値および制御油圧の設定手法> <Setting method of predetermined gear ratio and control oil pressure>
図3は、変速比所定値および制御油圧の設定手法について説明するためのグラフである。 FIG. 3 is a graph for explaining a method of setting a predetermined gear ratio value and control hydraulic pressure.
ピストン室68に供給される油圧には下限がある。その下限圧(最低油圧)により可動シーブ66からベルト55に加わる最低油圧推力Fminよりも制御油圧により可動シーブ66からベルト55に加わる制御油圧推力が大きい範囲(領域)では、キャンセラ室125に油が供給されず、キャンセラ室125内に遠心油圧が発生しないことが好ましい。言い換えれば、エンジントルクおよびエンジン回転数がそれぞれ所定値で一定である場合に、制御油圧が最低油圧に設定されるときの変速比を変速比γ1とすると、変速比が変速比γ1および最大変速比(最ロー変速比)γLをそれぞれ下限および上限とする範囲内であるときには、キャンセラ室125に油が供給されず、キャンセラ室125内に遠心油圧が発生しないことが好ましい。これにより、キャンセラ室125内に発生する遠心油圧を考慮せずに、制御油圧を低く設定することができる。
The hydraulic pressure supplied to the
制御油圧推力が最低油圧推力Fmin以下である範囲、言い換えれば、変速比が最小変速比(最ハイ変速比)γHおよび変速比γ1をそれぞれ下限および上限とする範囲内であるときには、ピストン室68内に発生する遠心油圧により可動シーブ66からベルト55に加わる遠心油圧推力分が過推力となる。そのため、キャンセラ室125に油が供給されて、キャンセラ室125内に発生する遠心油圧でピストン室68内に発生する遠心油圧がキャンセルされることが理想的である。
When the control hydraulic thrust is equal to or less than the minimum hydraulic thrust F min , in other words, when the gear ratio is within a range in which the minimum gear ratio (highest gear ratio) γ H and the gear ratio γ 1 are the lower limit and the upper limit, respectively, The centrifugal hydraulic thrust generated from the
その場合、キャンセラ室125内における遠心油圧の発生に合わせて、制御油圧が上げられないと、ピストン室68内に発生する遠心油圧がキャンセラ室125内に発生する遠心油圧でキャンセルされることにより、可動シーブ66からベルト55に加わる推力に不足が生じ、この推力不足によるベルト55の滑りが発生するおそれがある。しかしながら、キャンセラ室125内における遠心油圧の発生と制御油圧の増大とを完全に同期させることは極めて困難である。
In that case, if the control hydraulic pressure is not raised in accordance with the generation of the centrifugal hydraulic pressure in the
そこで、CVT4では、エンジントルクおよびエンジン回転数がそれぞれ所定値で一定である場合に、エンジントルクおよび変速比に応じたベルト伝達トルク(ベルト55の伝達トルク容量)を確保するために必要な必要推力からバイアススプリング116の付勢力により可動シーブ66からベルト55に加わるスプリング推力を差し引いた値が最低油圧推力Fminと一致するときの変速比γ2が変速比所定値に設定されている。
Therefore, in the CVT 4, when the engine torque and the engine speed are constant at predetermined values, respectively, the necessary thrust required to secure the belt transfer torque (transfer torque capacity of the belt 55) according to the engine torque and the gear ratio. The gear ratio γ 2 is set to a predetermined gear ratio when the value obtained by subtracting the spring thrust applied to the
これにより、必要推力からスプリング推力を差し引いた値が最低油圧推力Fminよりも大きいときには、図2Aに示されるように、油供給口136がキャンセラ室125と径方向に対向せず、油供給口136から吐出される油がキャンセラ室125に供給されないので、キャンセラ室125内に遠心油圧が発生しない。そのため、必要推力からスプリング推力およびピストン室68内に発生する遠心油圧により可動シーブ66からベルト55に加わる遠心油圧推力を差し引いた値が制御油圧推力とされて、その制御油圧推力に応じた制御油圧が設定される。これにより、ピストン室68に供給される油圧を低く抑えることができ、油圧を発生させるオイルポンプ5の駆動トルクの増大を抑制することができる。その結果、CVT4が搭載された車両1の燃費を向上することができる。
As a result, when the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is greater than the minimum hydraulic thrust F min , the
一方、必要推力からスプリング推力を差し引いた値が最低油圧推力Fminと一致するときには、図2Bに示されるように、油供給口136がキャンセラ121のクランク部124の端部と径方向に対向する。そして、必要推力からスプリング推力を差し引いた値が最低油圧推力Fminよりも小さいときには、図2Cに示されるように、油供給口136がキャンセラ室125と径方向に対向し、油供給口136から吐出される油がキャンセラ室125に供給され、キャンセラ室125内に遠心油圧が発生する。ピストン室68内に発生する遠心油圧をキャンセラ室125内に発生する遠心油圧でキャンセル(相殺)することができるので、可動シーブ66からベルト55に加わる推力が過大になることを抑制できる。
On the other hand, when the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust matches the minimum hydraulic thrust F min , the
また、必要推力からスプリング推力を差し引いた値が最低油圧推力Fmin以下であるときには、必要推力からスプリング推力を差し引いた値が制御油圧推力とされて、制御油圧推力に応じた制御油圧が設定される。しかも、キャンセラ室125への油の供給が開始される時点で、必要推力からスプリング推力を差し引いた値が最低油圧推力以下であり、ピストン室68に発生する遠心油圧分による推力が過推力としてベルト55に既に加わっている。そのため、キャンセラ室125内に遠心油圧が発生しても、可動シーブ66からベルト55に加わる推力が不足することを抑制でき、推力不足によるベルト55の滑りの発生を抑制することができる。
When the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is less than or equal to the minimum hydraulic thrust F min , the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is set as the control hydraulic thrust, and the control hydraulic pressure corresponding to the control hydraulic thrust is set. It Moreover, when the supply of oil to the
キャンセラ121には、キャンセラ室125とその外部とを連通する小孔126が形成されている。これにより、変速比が変速比所定値以下の値から変速比所定値よりも大きい値に変更されるときに、可動シーブ66の移動に伴って、キャンセラ室125内の油が小孔126を通して外部に放出される。そのため、キャンセラ室125内の油(油圧)が可動シーブ66の移動を妨げることを抑制でき、可動シーブ66のスムーズな移動を確保することができる。その結果、変速比を良好に変化させることができる。
The
<変形例> <Modification>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be implemented in other forms.
たとえば、前述の実施形態では、変速比が変速比所定値以下であるときに、油供給口136がキャンセラ室125と径方向に対向して、油供給口136から吐出される油がキャンセラ室125に供給され、変速比が変速比所定値より大きいときには、油供給口136がキャンセラ室125と径方向に対向せず、油供給口136から吐出される油がキャンセラ室125に供給されない構成を取り上げた。これに限らず、たとえば、油供給口136がキャンセラ室125と常に対向する位置に設けられ、潤滑油路141への油の供給/停止を切り替える切替バルブが設けられて、変速比が変速比所定値以下であるときに、切替バルブから潤滑油路141に油が供給され、変速比が変速比所定値より大きいときには、切替バルブから潤滑油路141に油が供給されない構成が採用されてもよい。
For example, in the above-described embodiment, when the gear ratio is equal to or less than the predetermined gear ratio, the
また、前述の実施形態では、CVT4を取り上げたが、本発明は、CVTの基本構成を有する変速機であれば、たとえば、副変速機付CVTや動力分割式無段変速機などに適用することも可能である。動力分割式無段変速機は、変速比の変更により動力を無段階に変速するベルト式の無段変速機構と、動力を一定の変速比で変速する一定変速機構と、無段変速機構からの動力および/または一定変速機構からの動力を出力する出力歯車機構とを備え、駆動源の動力を2系統に分割して伝達可能な変速機である。 Further, although the CVT 4 is taken up in the above-described embodiment, the present invention is applicable to a transmission having a basic configuration of the CVT, for example, a CVT with an auxiliary transmission or a power split type continuously variable transmission. Is also possible. A power split type continuously variable transmission is a belt type continuously variable transmission mechanism that continuously changes power by changing the gear ratio, a constant transmission mechanism that changes power at a constant gear ratio, and a continuously variable transmission mechanism. A transmission that includes power and / or an output gear mechanism that outputs power from a constant speed change mechanism, and can transmit the power of a drive source by dividing it into two systems.
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made to the above-described configuration within the scope of the matters described in the claims.
4 CVT(無段変速機)
52 セカンダリ軸
53 プライマリプーリ
54 セカンダリプーリ
55 ベルト
65 固定シーブ
66 可動シーブ
67 ピストン
68 ピストン室
116 バイアススプリング
121 キャンセラ(切替手段)
125 キャンセラ室
136 油供給口(切替手段)
201 挟圧コントロール弁(油圧制御手段)
202 ソレノイド弁(油圧制御手段)
301 ECU(油圧制御手段)
4 CVT (continuously variable transmission)
52
201 Clamping control valve (hydraulic control means)
202 Solenoid valve (hydraulic control means)
301 ECU (hydraulic control means)
Claims (1)
前記セカンダリプーリは、
セカンダリ軸に固定された固定シーブと、
前記固定シーブに前記ベルトを挟んで対向配置され、前記セカンダリ軸にその軸線方向に移動可能に支持された可動シーブと、
前記セカンダリ軸に対して固定され、前記可動シーブとの間に油圧が供給されるピストン室を形成するピストンと、
前記可動シーブと前記ピストンとを互いに離間する方向に付勢するバイアススプリングと、
前記ピストンに対して前記ピストン室と反対側に、前記可動シーブと一体的に設けられ、前記ピストンとの間にキャンセラ室を形成するキャンセラとを備えており、
前記ベルトの伝達トルク容量に応じた必要推力から前記バイアススプリングの付勢力により前記可動シーブから前記ベルトに加わるスプリング推力を差し引いた値が前記ピストン室に供給される最低油圧により前記可動シーブから前記ベルトに加わる最低油圧推力よりも大きいときには、油供給口から前記キャンセラ室に油が供給されず、前記必要推力から前記スプリング推力を差し引いた値が前記最低油圧推力以下であるときには、前記油供給口から前記キャンセラ室に油が供給されるように、前記キャンセラ室に対する前記油供給口の位置により、前記キャンセラ室への油の供給およびその停止を切り替える切替手段と、
前記必要推力から前記スプリング推力を差し引いた値が前記最低油圧推力よりも大きいときには、前記必要推力から前記スプリング推力および前記ピストン室内に発生する遠心油圧により前記可動シーブから前記ベルトに加わる遠心油圧推力を差し引いた値を制御油圧推力とし、前記必要推力から前記スプリング推力を差し引いた値が前記最低油圧推力以下であるときには、前記必要推力から前記スプリング推力を差し引いた値を制御油圧推力として、前記制御油圧推力に基づいて、前記ピストン室に供給される油圧を制御する油圧制御手段とを含み、
前記必要推力から前記スプリング推力を差し引いた値が前記最低油圧推力以下であるときには、前記キャンセラ室に油が供給されて、前記キャンセラ室内に遠心油圧が発生することにより、前記ピストン室に供給される油圧が前記最低油圧であっても前記制御油圧推力が得られ、
前記キャンセラ室への油の供給が開始される時点で、前記必要推力から前記スプリング推力を差し引いた値が前記最低油圧推力以下であり、前記ピストン室に発生する遠心油圧分による推力が過推力として前記ベルトに加わっている、無段変速機。 A continuously variable transmission having a configuration in which an endless belt is wound around a primary pulley and a secondary pulley,
The secondary pulley is
A fixed sheave fixed to the secondary shaft,
A movable sheave, which is arranged to face the fixed sheave with the belt interposed therebetween and is supported by the secondary shaft so as to be movable in the axial direction thereof,
A piston that is fixed to the secondary shaft and forms a piston chamber to which hydraulic pressure is supplied between the movable sheave,
A bias spring for urging the movable sheave and the piston in directions away from each other,
A canceller that is provided integrally with the movable sheave on the side opposite to the piston chamber with respect to the piston and that forms a canceller chamber between the piston and the piston,
A value obtained by subtracting the spring thrust applied to the belt from the movable sheave by the biasing force of the bias spring from the required thrust corresponding to the transfer torque capacity of the belt is supplied from the movable sheave to the belt by the lowest hydraulic pressure supplied to the piston chamber. Oil is not supplied from the oil supply port to the canceller chamber when the value is less than the minimum hydraulic thrust, and the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is less than or equal to the minimum hydraulic thrust. Switching means for switching the supply of oil to the canceller chamber and its stop depending on the position of the oil supply port with respect to the canceller chamber so that oil is supplied to the canceller chamber,
When the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is larger than the minimum hydraulic thrust, the centrifugal hydraulic thrust applied to the belt from the movable sheave by the centrifugal thrust generated in the spring thrust and the piston chamber from the required thrust is When the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is less than or equal to the minimum hydraulic thrust, the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is set as the control hydraulic thrust, and the control hydraulic thrust is set to the control hydraulic pressure. A hydraulic pressure control means for controlling the hydraulic pressure supplied to the piston chamber based on thrust,
When the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is less than or equal to the minimum hydraulic thrust, oil is supplied to the canceller chamber and centrifugal hydraulic pressure is generated in the canceller chamber, so that it is supplied to the piston chamber. Even if the hydraulic pressure is the minimum hydraulic pressure, the control hydraulic thrust can be obtained ,
At the time when the supply of oil to the canceller chamber is started, the value obtained by subtracting the spring thrust from the required thrust is less than or equal to the minimum hydraulic thrust, and the thrust due to the centrifugal hydraulic pressure generated in the piston chamber is the over-thrust. that it has applied to the belt, continuously variable transmission.
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