JPH10507251A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電子制御装置（１５）の休止により非常走行装置が作動されるような駆動ユニット（１）によって駆動される無段変速機（３）の制御装置が提案される。これは一次ディスク（Ｓ１）と二次ディスク（Ｓ２）との間に一定した圧力比ないし力比（パワー比）を設定するものである。

Description

【発明の詳細な説明】 無段変速機の制御装置 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分（プリアンブル）に記載の、駆動 ユニットで駆動される無段変速機の制御装置に関する。 以下、ＣＶＴと呼ぶ無段変速機は、駆動軸上の第１の円錐（コーン）プーリー と従動軸上の第２の円錐プーリーを有している。各円錐プーリーは軸方向に不動 の第１の円錐ディスクと軸方向に移動可能な第２の円錐ディスク（以下、「一次 ディスク」および「二次ディスク」と呼ぶ）とから成っている。円錐プーリー間 を巻掛け伝動節、例えばベルトが延びている。一次ディスクないし二次ディスク の調整は圧力媒体によって行われる。このために電子制御装置が電磁式調整段お よび液圧弁を介して一次ディスクおよび二次ディスクの調整室の圧力レベルを制 御する。 ドイツ特許出願公開第４２３４１０３号明細書により、一次ディスクの圧力を 制御するための装置が知られている。この装置は電磁式に制御される一次弁およ び液圧式二次弁を有している。一次弁は電子制御装置によって制御される。電子 制御装置から一次弁への配線が中断された際、この装置は非常走行運転（緊急走 行運転）に移行してしまう。この場合、一次ディスクの圧力レベルは二次弁によ って決定される。更に二次弁の位置は一次ディスクによって機械式継手を介して 決定される。この装置は電子制御装置の完全な休止をカバーできないという欠点 がある。 本発明の目的は、ＣＶＴの非常走行運転のための装置を提供することにある。 本発明によればこの目的は、電子制御装置が休止した際に、非常手段によって 一次ディスクと二次ディスクの一定した圧力比ないしパワー比が設定されること によって達成される。その際、二次ディスクの調整室の圧力レベルは一定してい る。このパワー比の大きさに関して通常運転から非常運転へのＣＶＴの変速比の 変化がどんな大きさであるかが決定される。従って本発明に基づく方式は通常運 転から非常運転への移行が安全であるという利点を有する。駆動ユニットの回転 数の過剰回転ないし過度の低下が阻止される。本発明における非常走行運転とは 、回転数調整および二次ディスクの押圧力調整が行われないようなＣＶＴの状態 を意味している。 このために本発明の実施態様において、非常手段が一次弁および二次弁である ことを提案する。この本発明に基づく方式は、ＣＶＴが非常走行運転において唯 一の一定変速比でしか運転されないという利点を有する。本発明に基づく方式の 場合、ＣＶＴの変速比は駆動ユニット、例えば内燃機関の発生トルクに関係する 。変速比変化が可変性を有することによって非常走行運転において例えば上り坂 の確実な走行および高い最終速度による良好な走行性（ドライブアビリティ）が 可能となる。本発明に基づく方式の他の利点は、この非常走行装置の場合に補助 的なセンサあるいは機械的レバーを利用する必要がないということにある。 本発明の他の実施態様において、一次弁および二次弁が第１および第２の非常 弁を介してパイロット制御され、このために本発明の実施形態において、唯一の 電磁式圧力調整弁が第１および第２の非常弁にパイロット制御作用する。この方 式は第１および第２の非常弁が同時に投入されるので、圧力調整弁の公差および 信号通過時間が影響を及ぼさないという利点を有する。 図に実施例が示されている。 図１は電子制御式無段変速機のブロック図、 図２は非常走行装置の液圧回路図、および 図３は運転特性グラフである。 図１にはＣＶＴ（無段変速機）３が示されている。ＣＶＴ３は、駆動ユニット １例えば内燃機関あるいは電動機に駆動軸２を介して結合されている。ＣＶＴ３ は構成要素即ち橋渡しクラッチ付きの流体トルクコンバータ４、反転装置９、第 １の円錐プーリー１０、第２の円錐プーリー１２、巻掛け伝動節１１および液圧 制御装置１４から成っている。駆動軸２は流体トルクコンバータ４を駆動する。 これは公知のようにポンプインペラ５、タービンランナ６およびステータ７から 成っている。図１に示されているように流体トルクコンバータ４に橋渡しクラッ チ（一方向クラッチ）が存在している。タービンランナ６ないしコンバータ橋渡 しクラッチは変速機入力軸８に結合されている。変速機入力軸８は反転装置９を 駆動する。反転装置９を介して変速機入力軸８の回転数が第１の円錐プーリー１ ０に直接伝達されるか、あるいは後進走行のために回転方向の逆転が行われる。 ＣＶＴ３の中心部品は第１の円錐プーリー１０、第２の円錐プーリー１２および 巻掛け伝動節１１である。第１の円錐プーリー１０は軸方向に不動の第１の円錐 ディスクと軸方向に移動可能な第２の円錐ディスク即ち一次ディスクＳ１とから 成っている。第２の円錐プーリー１２は軸方向に不動の第1の円錐ディスクと軸 方向に移動可能な第２の円錐ディスク即ち二次ディスクＳ２とから成っている。 これらの円錐プーリー１０、１２間を巻掛け伝動節１１例えばベルトが延びてい る。一次ディスクＳ１ないし二次ディスクＳ２を軸方向に移動することにより、 巻掛け伝動節１１の回転半径が変化させられる。これにより変速機入力軸８の回 転数ないしＣＶＴ３の変速比が変化させられる。従動軸１３を介して従動が行わ れる。 ＣＶＴ３は電子制御装置１５により電磁式調整段および液圧弁によって制御さ れる。図示されていない調整段を介してクラッチおよびブレーキないしそれらの 圧力経過が制御される。電磁式調整段および液圧弁は液圧制御装置１４内に存在 している。電子制御装置１５のうちマイクロコントローラ１６、調整段制御機能 ブロック１７および診断機能ブロック１８がブロックで示されている。電子制御 装置１５に入力量１９が与えられる。この入力量１９は例えば駆動ユニットの負 荷位置の信号（これは内燃機関の場合にスロットル弁位置（開度）に相当）、変 速機入力軸の回転数、従動軸の回転数、液圧媒体（圧油）の温度である。 電子制御装置１５は入力量１９から運転点を決定し、変速機入力軸の回転数あ るいはＣＶＴ３の変速比を設定する。診断機能ブロック１８は入力量１９を容認 性について検査する。この際に不利な欠陥が生じていると、一般に調整段制御機 能ブロックが調整段を安全リレーを介して不動作にする。従って、これによって ＣＶＴ３は非常走行運転に移行する。本発明において非常走行運転とは、回転数 調整および二次ディスクの押圧力調整が行われないＣＶＴの状態を意味する。 図２は非常走行装置の液圧回路を示している。駆動ユニット１あるいはポンプ インペラ５によって駆動されるポンプ２２は潤滑剤（油）溜まり２０からフィル タ２１を介して圧力媒体（圧油）を配管２３に搬送する。配管２３は第１の減圧 弁２４への分岐管２３Ａおよび第２の減圧弁２５への分岐管２３Ｂを有している 。更に配管２３から配管２３Ｃが分岐しており、この配管２３Ｃは一次弁３８へ の分岐管２３Ｄ、二次ディスクＳ２の調整室４２への分岐管２３Ｅおよび二次弁 ３９への分岐管２３Ｆを備えている。分岐管２３Ａ〜２３Ｆを備えた配管２３の 圧力レベルは圧力制限弁である二次弁３９によって設定される。第１の減圧弁２ ４は配管２６内に一定圧力、例えば６バールの圧力を設定する。第２の減圧弁２ ５は同様に配管３２およびその分岐管３２Ａ内に一定圧力を設定する。配管２６ に第１の電磁式圧力調整弁２７および第２の電磁式圧力調整弁２８が接続されて いる。これらの両圧力調整弁２７，２８を介して配管２９ないし３３内の圧力が 、電子制御装置１５によって設定される電流値に関係して線形に上昇または低下 させられる。第１の非常弁３０および第２の非常弁３１が配管２９ないしその分 岐管２９Ａ，２９Ｂに接続されている。これら両非常弁は図示されているように 別個の構造部品として作られ、且つ弁ハウジングの中に収納される。第１の 圧力調整弁２７は分岐管２９Ａを介して第１の非常弁３０に、および配管２９を 介して第２の非常弁３１にそれぞれパイロット制御作用をする。これら両非常弁 ３０，３１は第１の位置Ａと第２の位置Ｂをとる。第１の非常弁３０は配管３４ ，３５を介して一次弁３８に接続されている。一次弁３８はパイロット制御形の 減圧弁である。第２の非常弁３１は配管３６，３７を介して二次弁３９に接続さ れている。二次弁３９は二次側すなわち配管２３ないし２３Ａ〜２３Ｆに対する 圧力制限弁である。配管２３内の圧力レベルが高すぎる場合、二次弁３９が圧力 レベルを、圧力媒体が配管４０を介してＣＶＴの他の負荷に補助的に導入される ことによって減少される。一次弁３８は配管４３を介して一次ディスクＳ１の調 整室４１の圧力レベルを設定する。巻掛け伝動節は破線で示されている。 本発明の装置は次のように作用する。ここでは非常走行運転状態が示されてい る。これは第１の圧力調整弁２７および第２の圧力調整弁２８が無電流（無励磁 ）であることを意味する。これによって配管２９ないし３３内に、配管２６内に 比べて減少された圧力レベル、例えば０．４バールの圧力が設定される。両非常 弁３０，３１のばねは、そのばね力が減少された圧力による力よりも大きいよう に設計されている。これによって両非常弁は図示されているように位置Ａに移動 される。位置Ａにおいて配管２９Ｂ，３３は閉じられる。従って配管３２，３２ Ａから配管３４，３６への通路が通じる。これによって第２の減圧弁２５の一定 圧力レベルが一次弁３８および二次弁３９にパイロット制御圧としてかかる。一 次弁３８および二次弁３９によって、一次ディスクＳ１および二次ディスクＳ２ の調整室４１，４２における一定の圧力比が設定される。圧力比は実験により求 められ、例えば一次圧力１６．５バール：二次圧力２６．０の圧力比が求められ る。通常運転において両非常弁は位置Ｂにある。これによって配管３４ないし３ ６は圧力媒体溜まりに接続される。配管２９Ｂから配管３５への通路が通じる。 配管３３から配管３７への通路が通じる。これによって第１の圧力調整弁２７に よっ て設定された圧力値が一次弁３８にパイロット制御作用をし、ないしは第２の圧 力調整弁２８によって設定された圧力値が二次弁３９にパイロット制御作用をす る。第１の圧力調整弁２７によってＣＶＴの変速比が設定される。第２の圧力調 整弁２８によって二次ディスクの押圧力が設定される。 図３は特性グラフを示している。横軸に一次ディスクＳ１のトルクが示されて いる。一次ディスクＳ１のトルクは駆動ユニット１により与えられるトルクと流 体トルクコンバータ４の変速比との積から生ずる。例えば駆動ユニットとして内 燃機関が利用されるとき、公知のように内燃機関の燃料噴射時間と回転数の両特 性量から発生されるトルクが計算される。縦軸に力比（パワー比）が示されてい る。パワー比は一次ディスクの力（パワー）と二次ディスクの力（パワー）との 商である。特性グラフはトルクに関してＣＶＴの変速比に相当する放物線状曲線 をしている。特性曲線４４は最低速段に相当する最小の変速比ｉｌｏｗ、特性曲 線４５は最高速段に相当する最大変速比ｉｈｉｇｈを示している。ＣＶＴの調整 範囲すなわちｉｌｏｗとｉｈｉｇｈとの間の範囲は無限にほぼ平行に延びる放物 曲線を含んでいる。そこから例として特性曲線４６が一点鎖線で一つの変速比ｉ ｔｏｐを示している。この変速比ｉｔｏｐは一般に駆動ユニットおよびＣＶＴ３ が装備されている走行車が最高速度を達成するように選択されている。符号４７ は一次ディスクＳ１の力と二次ディスクＳ２の力との静的な力比の横軸に対して 平行に延びる線を示している。この静的な力比の場合、圧力媒体の作用で生ずる 力しか考慮されていない。従ってこの静的力比は専ら、一次ディスクないし二次 ディスクの動的に圧力が平衡している調整室４１ないし４２に対して当てはまる 。特性曲線４８は一次ディスクＳ１の力と二次ディスクＳ２の力との横軸に対し て平行に延びる動的力比を示している。この動的力比の場合、静的分力に動的分 力が加わっている。周知のように圧力媒体は遠心力に基づいて回転数に関係して 両調整室４１，４２において分布される。ここから補助的な軸方向分力が生 ずる。これによって動的力比４８の位置も同様に回転数に関係する。従って動的 力比は動的に圧力が平衡していない調整室４１ないし４２において生ずる。 二次ディスクＳ２の静的力は、巻掛け伝動節１１がトルクを確実に二次ディス クＳ２に滑りが生ずることなしに伝達できるように選択される。二次ディスクＳ ２に設定される静的力はトルクの全範囲にわたって一定している。この力比の値 に対する別の基準は、通常走行運転から非常走行運転への移行により駆動ユニッ トの回転数が駆動ユニットの損傷を生じてしまう程には上昇しないようにする要 件ないし駆動ユニットの回転数が駆動ユニットが動かなくなる程には低下しない ようにする要件である。有利な実施例においては、両調整室４１，４２は動的に 圧力が平衡していない。例えば走行車が最高速度で走行するとき即ち運転点Ｃに おいて駆動ユニットの高い回転数レベルで走行するとき、変速比ｉｔｏｐは非常 走行運転に移行することにより、新たな運転点Ｃ１の特性曲線４９における変速 比ｉＤＹＮに減少する。直線４７は最小トルクＭｍｉｎの限界点Ａおよび最大ト ルクＭｍａｘの限界点Ｂを有している。直線４７は点Ａにおいて変速比ｉＡと交 差し、点Ｂにおいて変速比ｉＢと交差する。非常走行運転においていまやＣＶＴ の変速比はトルクおよび動的力比に関係してこれらの両限界曲線ｉＡ，ｉＢ間で 一定の力比に基づいて設定される。実際に非常走行運転に対して例えば０．７〜 １．６の変速比範囲が生ずる。 図示されていない発展形態において、第２の減圧弁２５の代わりに二次ディス クＳ２のディスク位置に関係する減圧弁２５．１を利用することが考えられる。 ディスク位置は例えば機械式接続部を介して検出することができる。減圧弁２５ ．１は二次ディスクＳ２のディスク位置に関係し配管２３Ｆ，２３Ｅにおける二 次圧力を二次弁３９を介して制御する。同様に配管４３における一次圧力は一次 弁３８を介して制御される。 従ってディスク位置を考慮することによって、ディスク１とディスク２の圧力 比が一定に維持されるが、絶対圧力レベルについて実際の圧力要求に関係して（ 変速比に関係して）合わされる。これによって非常プログラムにおける変形(Var iator)の効率が改善される。 符号の説明 １ 駆動ユニット ２ 駆動軸 ３ ＣＶＴ（無段変速機） ４ 橋渡しクラッチ付き流体トルクコンバータ ５ ポンプインペラ ６ タービンランナ ７ ステータ ８ 変速機入力軸 ９ 反転装置 １０ 第１の円錐プーリー １１ 巻掛け伝動節 １２ 第２の円錐プーリー １３ 従動軸 １４ 液圧制御装置 １５ 電子制御装置 １６ マイクロコントローラ １７ 調整段制御機能ブロック １８ 診断機能ブロック １９ 入力量 ２０ 潤滑剤（油）溜まり ２１ フィルタ ２２ ポンプ ２３ 配管 ２３Ａ 配管 ２３Ｂ 配管 ２３Ｃ 配管 ２３Ｄ 配管 ２３Ｅ 配管 ２３Ｆ 配管 ２４ 第１の減圧弁 ２５ 第２の減圧弁 ２５．１ 第２の減圧弁（ディスク位置に関係） ２６ 配管 ２７ 第１の電磁式圧力調整弁 ２８ 第２の電磁式圧力調整弁 ２９ 配管 ２９Ａ 配管 ２９Ｂ 配管 ３０ 第１の非常弁 ３１ 第２の非常弁 ３２ 配管 ３２Ａ 配管 ３３ 配管 ３４ 配管 ３５ 配管 ３６ 配管 ３７ 配管 ３８ 一次弁 ３９ 二次弁 ４０ 配管 ４１ 一次ディスクの調整室 ４２ 二次ディスクの調整室 ４３ 配管 ４４ 変速比ｉlow ４５ 変速比ｉhigh ４６ 変速比ｉtop ４７ 一次側力と二次側力との静的力比の特性曲線 ４８ 一次側力と二次側力との動的力比の特性曲線 ４９ 変速比ｉDYN Ｓ１ 一次ディスク Ｓ２ 二次ディスク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 駆動軸上および従動軸上にそれぞれ設けられた円錐プーリー（１０，１ ２）、両円錐プーリー（１０，１２）間を回転する巻掛け伝動節（１１）および 電子制御装置（１５）を備え、駆動軸上に配置された円錐プーリー（１０）が軸 方向に不動の円錐ディスクと軸方向に移動可能な調整室（４１）付きの一次ディ スク（Ｓ１）とから成り、従動軸上に配置された円錐プーリー（１２）が軸方向 に不動の円錐ディスクと軸方向に移動可能な調整室（４２）付きの二次ディスク （Ｓ２）とから成り、電子制御装置（１５）が電磁式調整段および液圧弁を介し て一次ディスクおよび二次ディスクの調整室（４１、４２）の圧力レベルを決定 する駆動ユニット（１）によって駆動される無段変速機（３）の制御装置におい て、 電子制御装置（１５）が休止した際に、非常手段によって一次ディスク（Ｓ１ ）と二次ディスク（Ｓ２）の圧力比ないし力比が一定に設定され、その場合、二 次ディスク（Ｓ２）の調整室（４２）の圧力レベルが一定であるようにして、非 常走行運転が作動されることを特徴とする無段変速機の制御装置。 ２． 前記非常手段が一次弁（３８）および二次弁（３９）であることを特徴 とする請求の範囲第１項記載の装置。 ３． 一次弁（３８）および二次弁（３９）が第１および第２の非常弁（３０ ，３１）を介してパイロット制御されることを特徴とする請求の範囲第２項記載 の装置。 ４． 電磁式圧力調整弁（２７）が第１および第２の非常弁（３０，３１）に パイロット制御作用することを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 ５． 駆動軸上および従動軸上にそれぞれ設けられた円錐プーリー（１０，１ ２）、両円錐プーリー（１０，１２）間を回転する巻掛け伝動節（１１）およ び電子制御装置（１５）を備え、駆動軸上に配置された円錐プーリー（１０）が 軸方向に不動の円錐ディスクと軸方向に移動可能な調整室（４１）付きの一次デ ィスク（Ｓ１）とから成り、従動軸上に配置された円錐プーリー（１２）が軸方 向に不動の円錐ディスクと軸方向に移動可能な調整室（４２）付きの二次ディス ク（Ｓ２）とから成り、電子制御装置（１５）が電磁式調整段および液圧弁を介 して一次ディスクおよび二次ディスクの調整室（４１、４２）の圧力レベルを決 定する駆動ユニット（１）によって駆動される無段変速機（３）の制御装置にお いて、 ポンプ（２２）の出力側（配管２３Ａ，２３Ｂ）に第１および第２の減圧弁（ ２４，２５）が接続され、第１および第２の電磁式圧力調整弁（２７，２８）が 第１の減圧弁（２４）に接続され（配管２６）、第１の電磁式圧力調整弁（２７ ）が第１および第２の非常弁（３０，３１、配管２９，２９Ａ，２９Ｂ）に接続 され、第１の非常弁（３０）が一次弁（３８、配管３４，３５）に接続され、第 ２の非常弁（３１）が二次弁（３９、配管３６，３７）に接続され、一次弁（３ ８）並びに二次弁（３９）がポンプ（２２、配管２３、２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｆ ）に接続され、その二次弁（３９）を介して二次ディスク（Ｓ２）の調整室（４ ２）に対する圧力レベルが決定され（配管２３Ｅ）、一次弁（３８）が一次ディ スク（Ｓ１）の調整室（４１）の圧力レベルを決定し（配管４３）、第２の減圧 弁（２５）が両非常弁（３０，３１、配管３２，３２Ａ）に接続され、第１およ び第２の非常弁（３０，３１）の切換位置が第１の電磁式圧力調整弁（２７）に よって決定されて、両非常弁（３０，３１）の第１の位置（Ｂ）において第１の 圧力調整弁（２７）が一次弁（３８）に、第２の圧力調整弁（２８）が二次弁（ ３９）にそれぞれパイロット制御作用し（配管２９，２９Ｂ，３５ないし３３， ３７）、両非常弁（３０，３１）の第２の位置（Ａ）において第２の減圧弁（２ ５）の圧力レベルが一次弁（３８）並びに二次弁（３９）にパイロッ ト制御作用することを特徴とする無段変速機の制御装置。 ６． 駆動軸上および従動軸上にそれぞれ設けられた円錐プーリー（１０，１ ２）、両円錐プーリー（１０，１２）間を回転する巻掛け伝動節（１１）および 電子制御装置（１５）を備え、駆動軸上に配置された円錐プーリー（１０）が軸 方向に不動の円錐ディスクと軸方向に移動可能な調整室（４１）付きの一次ディ スク（Ｓ１）とから成り、従動軸上に配置された円錐プーリー（１２）が軸方向 に不動の円錐ディスクと軸方向に移動可能な調整室（４２）付きの二次ディスク （Ｓ２）とから成り、電子制御装置（１５）が電磁式調整段および液圧弁を介し て一次ディスクおよび二次ディスクの調整室（４１、４２）の圧力レベルを決定 する駆動ユニット（１）によって駆動される無段変速機（３）の制御装置におい て、 ポンプ（２２）の出力側に第１の減圧弁（２４）および第２の減圧弁（２５． １）が接続され（配管２３Ａ，２３Ｂ）、第１および第２の電磁式圧力調整弁（ ２７，２８）が第１の減圧弁（２４）に接続され（配管２６）、第１の電磁式圧 力調整弁（２７）が第１および第２の非常弁（３０，３１）に接続され（配管２ ９，２９Ａ，２９Ｂ）、第１の非常弁（３０）が一次弁（３８）に接続され（配 管３４，３５）、第２の非常弁（３１）が二次弁（３９）に接続され（配管３６ ，３７）、一次弁（３８）並びに二次弁（３９）がポンプ（２２）に接続され（ 配管２３，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｆ）、その二次弁（３９）を介して二次ディス ク（Ｓ２）の調整室（４２）に対する圧力レベルが決定され（配管２３Ｅ）、一 次弁（３８）が一次ディスク（Ｓ１）の調整室（４１）の圧力レベルを決定し（ 配管４３）、二次ディスク（Ｓ２）のディスク位置に関係する第２の減圧弁（２ ５．１）が両非常弁（３０，３１）に接続され（配管３２，３２Ａ）、第１およ び第２の非常弁（３０，３１）の切換位置が第１の電磁式圧力調整弁（２７）に よって決定されて、両非常弁（３０，３１）の第１の位置（Ｂ）において第１ の圧力調整弁（２７）が一次弁（３８）に、第２の圧力調整弁（２８）が二次弁 （３９）にそれぞれパイロット制御作用し（配管２９，２９Ｂ，３５ないし３３ ，３７）、両非常弁（３０，３１）の第２の位置（Ａ）において第２の減圧弁（ ２５．１）の圧力レベルが一次弁（３８）並びに二次弁（３９）にパイロット制 御作用することを特徴とする無段変速機の制御装置。 ７． 二次ディスク（Ｓ２）のディスク位置に関係する第２の圧力調整弁（２ ５．１）が両調整室（４１，４２）の圧力レベルを制御することを特徴とする請 求の範囲第６項記載の装置。