JPWO2018142525A1 - ベルト式無段変速機およびベルト式無段変速機の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成および制御でリンプホーム走行を可能にすること。【解決手段】可動プライマリプーリ（２４）および固定セカンダリプーリ（３２）それぞれの背面にリンプホーム用駆動ギヤ（７２）およびリンプホーム用被駆動ギヤ（７４）を当該可動プライマリプーリ（２４）および固定セカンダリプーリ（３２）と一体回転可能に設けると共に、リンプホーム用駆動ギヤ（７２）およびリンプホーム用被駆動ギヤ（７４）の両方に噛合い可能なリンプホーム用アイドラギヤ（７６）を設ける。そして、ベルトＶに異常が生じた際には、ベルトＶに異常が生じていない状態における可動プライマリプーリ（２４）の移動範囲外に当該可動プライマリプーリ（２４）を移動させ、リンプホーム用駆動ギヤ（７２）とリンプホーム用アイドラギヤ（７６）とを噛合わせて、リンプホーム走行を実現する。これにより、簡易な構成かつ簡易な制御でリンプホーム走行を実現できる。

Description

本発明は、原動機の従動側回転軸に接続される駆動側回転軸と、当該駆動側回転軸と平行に配置された従動側回転軸と、駆動側回転軸と一体回転可能に当該駆動側回転軸に配置された一対のプライマリプーリと、従動側回転軸と一体回転可能に当該従動側回転軸に配置された一対のセカンダリプーリと、一対のプライマリプーリと一対のセカンダリプーリとに巻き掛けられたベルトと、一対のプライマリプーリの溝幅を連続的に変化させることによって一対のプライマリプーリおよび一対のセカンダリプーリに対するベルトの巻き掛け径を変化させる変速制御を実行する制御装置と、を備えるベルト式無段変速機およびベルト式無段変速機の制御方法に関する。

特開２０１６−１２５５７０号公報（特許文献１）には、トルクコンバータを介してエンジンのクランク軸に接続される駆動側回転軸と、当該駆動側回転軸に平行配置された従動側回転軸と、駆動側回転軸と一体回転するよう当該駆動側回転軸に配置されたプライマリプーリと、従動側回転軸と一体回転するよう当該従動側回転軸に配置されたセカンダリプーリと、プライマリプーリとセカンダリプーリとに巻き掛けられたベルトと、駆動側回転軸と従動側回転軸とを接続可能に構成された遊星歯車機構と、を備え、遊星歯車機構のブレーキやクラッチの係合状態を変更することによって、駆動側回転軸に入力された動力をベルトのみを介して従動側回転軸に伝達するベルトモード、駆動側回転軸に入力された動力をベルトおよび遊星歯車機構の両方を介して従動側回転軸に伝達するスプリットモード、および、駆動側回転軸に入力された動力を遊星歯車機構のみを介して従動側回転軸に伝達するギヤモードに切り替え可能に構成されたベルト式無段変速機が記載されている。

当該ベルト式無段変速機では、ベルトを介した動力伝達に異常が発生した場合には、動力伝達モードをギヤモードに固定することによって、車両のリンプホーム走行を可能にしている。

特開２０１２−８０３０号公報

しかしながら、上述し公報に記載のベルト式無段変速機では、ギヤモードを確立するために遊星歯車機構が必要であると共に、当該遊星歯車機構のブレーキやクラッチの係合状態を変更するために油圧制御を行う必要があり、構造および制御が複雑となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、簡易な構成および制御でリンプホーム走行が可能なベルト式無段変速機およびベルト式無段変速機の制御方法を提供することを目的とする。

本発明のベルト式無段段変速機およびベルト式無段変速機の制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明に係るベルト式無段段変速機の好ましい形態によれば、原動機の出力軸に接続される駆動側回転軸と、当該駆動側回転軸と平行に配置された従動側回転軸と、駆動側回転軸と一体回転可能に当該駆動側回転軸に配置された一対のプライマリプーリと、従動側回転軸と一体回転可能に当該従動側回転軸に配置された一対のセカンダリプーリと、一対のプライマリプーリと一対のセカンダリプーリとに巻き掛けられたベルトと、一対のプライマリプーリの溝幅を連続的に変化させることによって一対のプライマリプーリおよび一対のセカンダリプーリに対するベルトの巻き掛け径を変化させる変速制御を実行する制御装置と、を備えるベルト式無段変速機が構成される。一対のプライマリプーリは、固定プライマリプーリと、可動プライマリプーリと、を有している。固定プライマリプーリは、駆動側回転軸に固定されている。可動プライマリプーリは、駆動側回転軸の軸線方向に移動可能に当該駆動側回転軸に配置されている。一対のセカンダリプーリは、固定セカンダリプーリと、可動セカンダリプーリと、を有している。固定セカンダリプーリは、ベルトに関して可動プライマリプーリが配置された側と同じ側において従動側回転軸に固定されている。可動セカンダリプーリは、ベルトに関して固定プライマリプーリが配置された側と同じ側において従動側回転軸の軸線方向に移動可能に当該従動側回転軸に配置されている。また、当該ベルト式無段変速機は、可動プライマリプーリと一体回転可能に当該可動プライマリプーリの背面に設けられたリンプホーム用駆動ギヤと、固定セカンダリプーリと一体回転可能に当該固定セカンダリプーリの背面に設けられたリンプホーム用被駆動ギヤと、駆動側回転軸および従動側回転軸に平行配置された支持軸に支持されリンプホーム駆動ギヤおよびリンプホーム用被駆動ギヤと噛合い可能に構成されたリンプホーム用アイドラギヤと、を備えている。そして、制御装置は、ベルトに異常が生じていないときには、リンプホーム用駆動ギヤがリンプホーム用アイドラギヤに噛合しない範囲で可動プライマリプーリを駆動側回転軸の軸線方向に移動させて変速制御を実行し、ベルトに異常が生じた際には、変速制御に替えて、可動プライマリプーリを駆動側回転軸の軸線方向に移動させてリンプホーム用アイドラギヤを介してリンプホーム用駆動ギヤをリンプホーム用被駆動ギヤに噛合させるリンプホーム制御を実行するように構成されている。

ここで、本発明における「背面」とは、ベルトが巻き掛けられるプーリ溝側とは反対側の面がこれに該当し、可動プライマリプーリおよび固定セカンダリプーリ自体の背面に直接的にリンプホーム用駆動ギヤおよびリンプホーム用被駆動ギヤが固定される態様の他、可動プライマリプーリおよび固定セカンダリプーリの背面に間接的にリンプホーム用駆動ギヤおよびリンプホーム用被駆動ギヤが固定される態様を好適に包含する。なお、可動プライマリプーリの背面に間接的にリンプホーム用駆動ギヤが固定される態様としては、例えば、可動プライマリプーリを駆動側回転軸の軸線方向に移動させるアクチュエータであって可動プライマリプーリと一体に駆動側回転軸の軸線方向に移動する部材にリンプホーム用駆動ギヤが固定される態様が考えられる。

本発明によれば、ベルトに異常が生じた際には、ベルトに異常が生じていない状態における可動プライマリプーリの移動範囲外に当該可動プライマリプーリを移動させるのみであるため、簡易な制御でリンプホーム走行を実現できる。また、可動プライマリプーリおよび固定セカンダリプーリの背面にリンプホーム用駆動ギヤおよびリンプホーム用被駆動ギヤを設けると共にリンプホーム用駆動ギヤおよびリンプホーム用被駆動ギヤの両方に噛合可能なリンプホーム用アイドラギヤを設けるのみの構成であるため構成も簡易である。

本発明に係るベルト式無段段変速機の更なる形態によれば、リンプホーム用被駆動ギヤとリンプホーム用アイドラギヤとは、常時噛合うように構成されている。

本形態によれば、リンプホーム用被駆動ギヤに既に噛み合っているリンプホーム用アイドラギヤにリンプホーム用駆動ギヤを噛合わせるのみであるため、より簡易な構成でリンプホーム走行を実現することができる。

本発明に係るベルト式無段段変速機の更なる形態によれば、リンプホーム用アイドラギヤは、支持軸の軸線方向に移動可能なように構成されている。そして、リンプホーム用駆動ギヤがリンプホーム用アイドラギヤに噛合うように可動プライマリプーリが駆動側回転軸の軸線方向に移動されることに伴って、リンプホーム用アイドラギヤが支持軸上を当該支持軸の軸線方向に移動されて、リンプホーム用駆動ギヤ、リンプホーム用被駆動ギヤおよびリンプホーム用アイドラギヤの噛合いが確立されるように構成されている。

本形態によれば、ベルトに異常が生じるまで、即ち、リンプホーム走行に制御されるまでは、リンプホーム用駆動ギヤ、リンプホーム用被駆動ギヤおよびリンプホーム用アイドラギヤのいずれも噛合わせない構成であるため、ベルトに異常が生じていない通常走行時にギヤノイズが問題となることがない。また、各ギヤの耐久性の向上を図ることもできる。

本発明に係るベルト式無段段変速機の更なる形態によれば、可動プライマリプーリの駆動側回転軸の軸線方向への移動に応じて揺動する揺動部材をさらに備えている。そして、揺動部材は、揺動されることによってリンプホーム用アイドラギヤを可動プライマリプーリの移動方向とは逆方向に軸方向移動させるように構成されている。

本形態によれば、可動プライマリプーリの軸方向移動に伴い揺動する揺動部材を利用してリンプホーム用アイドラギヤを軸方向移動させるのみであるため、簡易な構造でリンプホーム走行を実現することができる。しかも、リンプホーム用駆動ギヤとリンプホーム用アイドラギヤとを互いに近づく方向に移動させる構成であるため、小さいスペースでリンプホーム用アイドラギヤを介したリンプホーム用駆動ギヤとリンプホーム用被駆動ギヤとの噛合い構造を実現できる。これにより、ベルト式無段変速機の大型化を抑制できる。

本発明に係るベルト式無段段変速機の更なる形態によれば、可動プライマリプーリの位置を検出する位置検出部材と、駆動側回転軸の回転数を検出する第１回転数検出部材と、従動側回転軸の回転数を検出する第２回転数検出部材と、をさらに備えている。そして、制御装置は、可動プライマリプーリの位置、駆動側回転軸の回転数および従動側回転軸の回転数に基づいて要求変速比の値と実際の変速比の値との差を算出し、当該差が許容値より大きいときにベルトに異常が生じていると判断するように構成されている。

本形態によれば、ベルトに異常が発生したか否かを簡易に検知することができる。

本発明に係るベルト式無段段変速機の制御方法の好ましい形態によれば、原動機の出力軸に接続される駆動側回転軸と、当該駆動側回転軸と平行に配置された従動側回転軸と、駆動側回転軸に固定された固定プライマリプーリと、駆動側回転軸の軸線方向に移動可能に当該駆動側回転軸に配置された可動プライマリプーリと、従動側回転軸に固定された固定セカンダリプーリと、従動側回転軸の軸線方向に移動可能に当該従動側回転軸に配置された可動セカンダリプーリと、固定プライマリプーリと可動プライマリプーリとの間および固定セカンダリプーリと可動セカンダリプーリとの間に巻き掛けられたベルトと、可動プライマリプーリと一体回転可能に当該可動プライマリプーリの背面に設けられたリンプホーム用駆動ギヤと、固定セカンダリプーリと一体回転可能に当該固定セカンダリプーリの背面に設けられたリンプホーム用被駆動ギヤと、駆動側回転軸および従動側回転軸に平行配置された支持軸に支持されリンプホーム駆動ギヤおよびリンプホーム用被駆動ギヤと噛合い可能に構成されたリンプホーム用アイドラギヤと、を備えるベルト式無段変速機の制御方法が構成される。なお、固定セカンダリプーリは、ベルトに関して可動プライマリプーリが配置された側と同じ側に配置されており、可動セカンダリプーリは、ベルトに関して固定プライマリプーリが配置された側と同じ側に配置されている。そして、当該ベルト式無段変速機の制御方法では、（ａ）ベルトに異常が生じたか否かを判定し、（ｂ）ベルトに異常が生じていないときには、リンプホーム用駆動ギヤがリンプホーム用アイドラギヤに噛合しない範囲で可動プライマリプーリを駆動側回転軸の軸線方向に移動させて一対のプライマリプーリおよび一対のセカンダリプーリに対するベルトの巻き掛け径を連続的に変化させることによって、駆動側回転軸の回転を無段階に変速して従動側回転軸に伝達させ、 （ｃ）ベルトに異常が生じた際には、リンプホーム用駆動ギヤがリンプホーム用アイドラギヤを介してリンプホーム用被駆動ギヤに噛合されるように可動プライマリプーリを駆動側回転軸の軸線方向に移動させることによって、駆動側回転軸の回転を所望の変速比をもって従動側回転軸に伝達させる。

ここで、本発明における「背面」とは、ベルトが巻き掛けられるプーリ溝側とは反対側の面がこれに該当し、可動プライマリプーリおよび固定セカンダリプーリ自体の背面に直接的にリンプホーム用駆動ギヤおよびリンプホーム用被駆動ギヤが固定される態様の他、可動プライマリプーリおよび固定セカンダリプーリの背面に間接的にリンプホーム用駆動ギヤおよびリンプホーム用被駆動ギヤが固定される態様を好適に包含する。なお、可動プライマリプーリの背面に間接的にリンプホーム用駆動ギヤが固定される態様としては、例えば、可動プライマリプーリを駆動側回転軸の軸線方向に移動させるアクチュエータであって可動プライマリプーリと一体に駆動側回転軸の軸線方向に移動する部材にリンプホーム用駆動ギヤが固定される態様が考えられる。

本発明によれば、ベルトに異常が生じた際には、ベルトに異常が生じていない状態における可動プライマリプーリの移動範囲外に当該可動プライマリプーリを移動させるのみであるため、簡易な制御でリンプホーム走行を実現できる。また、可動プライマリプーリおよび固定セカンダリプーリの背面にリンプホーム用駆動ギヤおよびリンプホーム用被駆動ギヤを設けると共にリンプホーム用駆動ギヤおよびリンプホーム用被駆動ギヤの両方に噛合可能なリンプホーム用アイドラギヤを設けるのみの構成であるため構成も簡易である。

本発明によれば、ベルト式無段変速機において、簡易な構成および制御でリンプホーム走行が可能となる。

本実施の形態に係るベルト式無段変速機１の構成の概略を示す模式図である。 変速機構部２の構成の概略を示す概略構成図である。 可動プライマリプーリ２４の構成の概略を示す構成図である。 固定セカンダリプーリ３２の構成の概略を示す構成図である。 リンプホーム用アイドラギヤ７６の支持構造を示す構成図である。 本実施の形態に係るベルト式無段変速機１においてリンプホーム走行が確立された状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係るベルト式無段変速機１の制御装置４により実行されるリンプホーム処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のベルト式無段変速機１００の構成の概略を示す模式図である。 変形例のベルト式無段変速機１００のリンプホーム用アイドラギヤ１７６の支持構造を示す構成図である。 リンプホーム走行に向けて可動プライマリプーリ２４が軸線方向に移動開始された際の状態を示す説明図である。 変形例のベルト式無段変速機１００においてリンプホーム走行が確立された状態を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

本実施の形態に係るベルト式無段変速機１は、図１に示すように、変速機構部２と、当該変速機構部２をコントロールする制御装置４と、を備えている。変速機構部２は、図２に示すように、エンジン（図示せず）などの出力軸にクラッチ（図示せず）を介して接続される入力ギヤ機構６と、当該入力ギヤ機構６に接続された駆動側回転軸８と、駆動側回転軸８に平行配置された従動側回転軸１０と、駆動側回転軸８に配置された一対のプライマリプーリ２０と、従動側回転軸１０に配置された一対のセカンダリプーリ３０と、一対のプライマリプーリ２０および一対のセカンダリプーリ３０に巻き掛けられたベルトＶと、従動側回転軸１０に出力ギヤ機構１２を介して接続されたディファレンシャル装置１４と、一対のプライマリプーリ２０のうち後述する可動プライマリプーリ２４を駆動するアクチュエータＡＣＴＲと、リンプホーム機構７０と、これらを収容するケース１６と、を備えている。なお、本実施の形態では、便宜上、クラッチＣＬ側、即ち、図１中の右側を、「前側」ないし「前方」として規定し、クラッチＣＬとは反対側、即ち、図１中の左側を、「後側」ないし「後方」として規定する。エンジンは、本発明における「原動機」に対応し、出力軸は、本発明における「出力軸」に対応する実施構成の一例である。

入力ギヤ機構６は、図２に示すように、クラッチＣＬを介してエンジン（図示せず）などの出力軸（図示せず）に接続される入力軸６２と、当該入力軸６２に回転自在に支持された第１および第２入力ギヤ６２ａ，６２ｂと、当該第１および第２入力ギヤ６２ａ，６２ｂ間に配置されたシンクロ機構Ｓと、入力軸６２に平行配置された中間軸６４と、第１入力ギヤ６２ａと噛合うように中間軸６４に一体成形された第１中間ギヤ６４ａと、当該第１中間ギヤ６４ａとは間隔をあけて中間軸６４に一体成形された第２中間ギヤ６４ｂと、から構成されている。シンクロ機構Ｓは、第１および第２入力ギヤ６２ａ，６２ｂのいずれか一方を選択的に入力軸６２に固定する所謂同期装置として構成されており、第１および第２入力ギヤ６２ａ，６２ｂの回転数を入力軸６２の回転数に同期させながら入力軸６２に固定する。

駆動側回転軸８は、図２に示すように、ベアリングを介してケース１６に回転可能に支持されている。駆動側回転軸８の前側（クラッチＣＬ側であって図２の右側）には、第２中間ギヤ６４ｂおよび第２入力ギヤ６２ｂと噛合うように構成された接続ギヤ８ａが当該駆動側回転軸８と一体回転可能なように固定されている。

従動側回転軸１０は、図２に示すように、ベアリングを介してケース１６に回転可能に支持されている。従動側回転軸１０の前側（クラッチＣＬ側であって図２の右側）には、出力ギヤ機構１２の後述する第１出力ギヤ１２ｂと噛合うように構成された接続ギヤ１０ａが当該駆動側回転軸８と一体回転可能なように固定されている。

一対のプライマリプーリ２０は、図１および図２に示すように、駆動側回転軸８に一体に形成された固定プライマリプーリ２２と、駆動側回転軸８の軸線方向に移動可能なように当該駆動側回転軸８に支持された可動プライマリプーリ２４と、を備えている。固定および可動プライマリプーリ２２，２４は、略円錐形状に形成されたベルト摺動面２２ａ，２４ａが互いに対向するように配置されている。なお、固定プライマリプーリ２２は、ベルトＶに関してクラッチＣＬ側に配置されており、可動プライマリプーリ２４は、ベルトＶに関してクラッチＣＬとは反対側に配置されている。

また、可動プライマリプーリ２４の背面、即ち、ベルト摺動面２４ａとは反対側の面には、図１，図２および図３に示すように、リンプホーム用駆動ギヤ７２が可動プライマリプーリ２４と一体回転可能なように固定されている。

一対のセカンダリプーリ３０は、図１および図２に示すように、従動側回転軸１０に一体に形成された固定セカンダリプーリ３２と、従動側回転軸１０の軸線方向に移動可能なように当該従動側回転軸１０に支持された可動セカンダリプーリ３４と、を備えている。固定および可動セカンダリプーリ３２，３４は、略円錐形状に形成されたベルト摺動面３２ａ，３４ａが互いに対向するように配置されている。固定セカンダリプーリ３２は、ベルトＶに関して可動プライマリプーリ２４側、即ち、クラッチＣＬとは反対側に配置されており、可動セカンダリプーリ３４は、ベルトＶに関して固定プライマリプーリ２２側、即ち、クラッチＣＬ側に配置されている。

また、固定セカンダリプーリ３２の背面、即ち、ベルト摺動面３２ａとは反対側の面には、図１，図２および図４に示すように、リンプホーム用被駆動ギヤ７４が固定セカンダリプーリ３２と一体回転可能なように固定されている。リンプホーム用被駆動ギヤ７４は、図１，図２および図５に示すように、リンプホーム用アイドラギヤ７６に常時噛合うように構成されている。

リンプホーム用アイドラギヤ７６は、図２および図５に示すように、ケース１６にベアリングを介して回転可能に支持された支持軸７６ａに一体形成されている。なお、ベルトＶに異常が生じておらず通常の変速制御が実行されている間は、リンプホーム用アイドラギヤ７６は、可動プライマリプーリ２４が駆動側回転軸８上を軸線方向に移動されてもリンプホーム用駆動ギヤ７２と噛み合わないような位置に配置されている。リンプホーム用駆動ギヤ７２、リンプホーム用被駆動ギヤ７４およびリンプホーム用アイドラギヤ７６（支持軸７６ａ）によってリンプホーム機構７０が構成される。

また、可動セカンダリプーリ３４の背面には、図２に示すように、スプリング部材ＳＰＲが配置されており、当該スプリング部材ＳＰＲによって可動セカンダリプーリ３４が固定セカンダリプーリ３２側に押圧されている。これにより、可動プライマリプーリ２４がアクチュエータＡＣＴＲによって固定プライマリプーリ２２に対して離れる方向あるいは近づく方向（駆動側回転軸８の軸線方向）に移動されると、これに追従して可動セカンダリプーリ３４が固定セカンダリプーリ３２に対して近づく方向あるいは離れる方向（従動側回転軸１０の軸線方向）に移動されるため、ベルトＶの張力が維持される構成とされている。

出力ギヤ機構１２は、ケース１６に回転可能に支持された回転軸１２ａと、接続ギヤ１０ａに噛合うように当該回転軸１２ａに固定された第１出力ギヤ１２ｂと、当該第１出力ギヤ１２ｂに隣接するように回転軸１２ａに一体成形された第２出力ギヤ１２ｃと、を備えている。第２出力ギヤ１２ｃは、ディファレンシャル装置１４に固定されたリングギヤＲＧに噛み合っている。

アクチュエータＡＣＴＲは、図２に示すように、モータＭと、リダクションギヤ機構ＲＧＭと、当該リダクションギヤ機構ＲＧＭに接続されたスライダ機構ＳＭと、から構成されている。スライダ機構ＳＭは、ケース１６に回転不能に固定された雄ネジ部材５２と、当該雄ネジ部材５２にネジ係合された雌ネジ部材５４と、から構成されている。雌ネジ部材５４は、図３に示すように、回転方向に関しては可動プライマリプーリ２４と相対回転可能で、軸線方向に関しては可動プライマリプーリ２４と一体的に移動可能なようにベアリングＢを介して可動プライマリプーリ２４に接続されている。

こうして構成されたアクチュエータＡＣＴＲは、モータＭが回転駆動されることによってリダクションギヤ機構ＲＧＭおよびスライダ機構ＳＭを介して可動プライマリプーリ２４を駆動側回転軸８の軸線方向に移動させる。より具体的には、モータＭが回転駆動されることにより、当該モータＭの回転がリダクションギヤ機構ＲＧＭによって減速されてスライダ機構ＳＭの雌ネジ部材５４に伝達され、当該雌ネジ部材５４が回転されることによって、当該雌ネジ部材５４が雄ネジ部材５２上を軸線方向に移動して可動プライマリプーリ２４を駆動側回転軸８の軸線方向に移動させる。

制御装置４は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサにより構成されており、ＣＰＵの他に処理プログラムやデータなどを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭや図示しない入出力ポートおよび通信ポートを備えている。

制御装置４には、アクセルペダル８２の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ９２からのアクセル開度Ａｃｃや、プライマリ回転数センサ８４およびセカンダリ回転数センサ８６からの駆動側回転軸８の回転数Ｎｉｎおよび従動側回転軸１０の回転数Ｎｏｕｔ、プーリポジションセンサ８８からの可動プライマリプーリ２４の駆動側回転軸８上における軸線方向の位置であるプーリポジションＰＰ、モータＭの駆動状態などが入力ポートを介して入力されている。また、制御装置４からは、モータＭへの駆動制御信号などが出力ポートを介して出力されている。プライマリ回転数センサ８４、セカンダリ回転数センサ８６およびプーリポジションセンサ８８は、それぞれ本発明における「第１回転数検出部材」、「第２回転数検出部材」および「位置検出部材」に対応する実施構成の一例である。

次に、こうして構成されたベルト式無段変速機１の動作、特に、当該ベルト式無段変速機１を搭載した車両がリンプホーム走行する際のベルト式無段変速機１の動作について説明する。図７は、制御装置４により実行されるリンプホーム処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、ベルトＶを介した動力伝達が可能な場合（ベルトＶに異常がない場合）に実行される通常の変速制御処理、即ち、一対のプライマリプーリ２０および一対のセカンダリプーリ３０の溝幅を連続的に変化させて一対のプライマリプーリ２０および一対のセカンダリプーリ３０に対するベルトＶの巻き掛け径を変化させることによって、駆動側回転軸８の回転を所望の変速比をもって従動側回転軸１０に伝達する制御処理が開始されたときに実行される。

リンプホーム処理ルーチンが実施されると、制御装置４のＣＰＵは、まず、駆動側回転軸８の回転数Ｎｉｎ、従動側回転軸１０の回転数Ｎｏｕｔおよび可動プライマリプーリ２４のプーリポジションＰＰなど制御に必要なデータを読み込む処理を実行する（ステップＳ１００）。続いて、目標変速比ｉ＊と実変速比ｉとの差Δｉの算出を行う（ステップＳ１０２）。ここで、本実施の形態では、通常の変速制御として、アクセル開度Ａｃｃと車速と目標変速比ｉ＊との関係を予め定めて目標変速比設定マップとしてＲＯＭに記憶すると共に、目標変速比ｉ＊とプーリポジションＰＰとの関係を予め設定してプーリポジション設定マップとしてＲＯＭに記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速が与えられると、記憶した目標変速比設定マップから対応する目標変速比ｉ＊を導出すると共に、導出した目標変速比ｉ＊を用いて記憶したプーリポジション設定マップから対応するプーリポジションＰＰを導出して、当該プーリポジションＰＰとなるように可動プライマリプーリ２４を駆動制御する構成としている。

したがって、目標変速比ｉ＊は、アクセル開度Ａｃｃと車速を読み込んで目標変速比設定マップから設定することもできるし、プーリポジションＰＰを読み込んでプーリポジション設定マップから設定することもできる。本実施の形態では、後者、即ち、プーリポジションＰＰを読み込み、プーリポジション設定マップから対応する目標変速比ｉ＊を設定する構成とした。

また、実変速比ｉは、本実施の形態では、駆動側回転軸８の回転数Ｎｉｎを従動側回転軸１０の回転数Ｎｏｕｔで除することにより設定する構成とした（ｉ＝Ｎｉｎ／Ｎｏｕｔ）。なお、差Δｉは、本実施の形態では、目標変速比ｉ＊と実変速比ｉとの差の絶対値を取る構成とした。こうして導出した目標変速比ｉ＊と実変速比ｉとから差Δｉ（Δｉ＝｜ｉ＊−ｉ｜）を算出した後、当該差Δｉが許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

ここで、許容範囲は、例えば、ベルトＶの伸びや変形などに起因する目標変速比ｉ＊と実変速比ｉとの差や、一対のプライマリプーリ２０とベルトＶとの間の瞬間的な滑りや一対のセカンダリプーリ３０とベルトＶとの間の瞬間的な滑りなどに起因する目標変速比ｉ＊と実変速比ｉとの差ΔｉなどベルトＶに異常が生じていない場合に発生する目標変速比ｉ＊と実変速比ｉとの差Δｉと、ベルトＶに異常、特に、ベルト切れが生じた場合に発生する目標変速比ｉ＊と実変速比ｉとの差Δｉと、を区別できるような範囲に設定される。

差Δｉが許容範囲内であれば、何もせずに通常の変速制御処理が実行されている間、ステップＳ１００からステップＳ１０４の処理を繰り返し実行する。一方、差Δｉが許容範囲外である場合には、リンプホーム用駆動ギヤ７２をリンプホーム用アイドラギヤ７６に噛合わせるべくアクチュエータＡＣＴＲを駆動制御して（ステップＳ１０６）、本処理を終了する。これにより、可動プライマリプーリ２４が駆動側回転軸８上で軸線方向に移動されて、リンプホーム用駆動ギヤ７２がリンプホーム用アイドラギヤ７６に噛合わされ、リンプホーム用駆動ギヤ７２，リンプホーム用被駆動ギヤ７４およびリンプホーム用アイドラギヤ７６の噛合いが確立される。

以上説明した本発明の実施の形態に係るベルト式無段変速機１によれば、可動プライマリプーリ２４および固定セカンダリプーリ３２それぞれの背面にリンプホーム用駆動ギヤ７２およびリンプホーム用被駆動ギヤ７４を当該可動プライマリプーリ２４および固定セカンダリプーリ３２と一体回転可能に設けると共に、これらリンプホーム用駆動ギヤ７２およびリンプホーム用被駆動ギヤ７４の両方に噛合い可能なリンプホーム用アイドラギヤ７６を設け、ベルトＶに異常が生じた際には、ベルトＶに異常が生じていない状態における可動プライマリプーリ２４の移動範囲外に当該可動プライマリプーリ２４を移動させて、リンプホーム用駆動ギヤ７２とリンプホーム用アイドラギヤ７６とを噛合わせるのみであるため、簡易な構成かつ簡易な制御でリンプホーム走行を実現できる。

なお、本発明の実施の形態に係るベルト式無段変速機１によれば、リンプホーム用被駆動ギヤ７４とリンプホーム用アイドラギヤ７６とを常時噛合う構成として、リンプホーム用被駆動ギヤ７４に既に噛み合っているリンプホーム用アイドラギヤ７６にリンプホーム用駆動ギヤ７２を噛合わせるのみであるため、より簡易な構成かつ簡易な制御でリンプホーム走行を実現することができる。

本実施の形態では、リンプホーム用被駆動ギヤ７４とリンプホーム用アイドラギヤ７６とを常時噛合う構成としたが、これに限らない。例えば、図８に例示する変形例のベルト式無段変速機１００に示すように、ベルトＶに異常が生じていないときには、リンプホーム用駆動ギヤ７２，リンプホーム用被駆動ギヤ７４およびリンプホーム用アイドラギヤ７６は噛合っておらず、ベルトＶに異常、特に、ベルト切れが生じたときにリンプホーム用駆動ギヤ７２，リンプホーム用被駆動ギヤ７４およびリンプホーム用アイドラギヤ７６が噛合う構成としても良い。

変形例のベルト式無段変速機１００は、リンプホーム用アイドラギヤ１７６が可動プライマリプーリ２４の軸線方向移動に伴って当該可動プライマリプーリ２４に近づく方向に支持軸１７６ａ上を軸線方向移動することによって、リンプホーム用駆動ギヤ７２，リンプホーム用被駆動ギヤ７４およびリンプホーム用アイドラギヤ１７６が噛合うように構成された点を除いて、上述した本実施の形態のベルト式無段変速機１と同様のハード構成をしている。したがって、変形例のベルト式無段変速機１００のうち本実施の形態のベルト式無段変速機１のハード構成と同一部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

リンプホーム用アイドラギヤ１７６は、図９に示すように、支持軸１７６ａ上を当該支持軸１７６ａの軸線方向に移動可能なように支持されている。リンプホーム用アイドラギヤ１７６は、支持軸１７６ａに外嵌支持されたコイルスプリング１７７によって支持軸１７６ａの軸線方向の一方側、具体的には、支持軸１７６ａのケース１６に支持されている端部側に向けて付勢されている。

これにより、ベルトＶに異常が生じておらず通常の変速制御が実行されている間は、リンプホーム用アイドラギヤ１７６は、リンプホーム用駆動ギヤ７２およびリンプホーム用被駆動ギヤ７４と噛み合わない位置に維持される。なお、通常の変速制御が実行されている間は、可動プライマリプーリ２４が駆動側回転軸８上を軸線方向に移動されてもリンプホーム用アイドラギヤ１７６はリンプホーム用駆動ギヤ７２と噛み合わないような位置に配置されている。

また、リンプホーム用アイドラギヤ１７６は、ストッパー部材ＳＴＰ（例えば、ナットやスナップリングなど）によって所定位置よりも支持軸１７６ａの軸線方向の一方側へ移動しないように構成されている。さらに、支持軸１７６ａのケース１６に支持されている端部側を向くリンプホーム用アイドラギヤ１７６のウェブ面あるいはリム面には、リンク機構１４０が接続されている。

リンク機構１４０は、図９に示すように、支持軸１７６ａにピンＰ１などを介して揺動自在に支持されたフックレバー１４２と、一端が当該フックレバー１４２に対して回動自在に接続されると共に他端がリンプホーム用アイドラギヤ１７６のウェブ面あるいはリム面に一体にされたブラケット部ＢＲにピンＰ２などを介して揺動自在に接続された連結レバー１４４と、を備えている。リンク機構１４０は、本発明における「揺動部材」に対応する実施構成の一例である。

フックレバー１４２は、図９に示すように、フック部１４２ａの背面、即ち、フック部１４２ａのベンド外面が可動プライマリプーリ２４の背面を向くように支持軸１７６ａに支持されている。フックレバー１４２は、ベルトＶに異常が生じて可動プライマリプーリ２４が駆動側回転軸８上を軸線方向に移動されたときに、図１０に示すように、フック部１４２ａのベンド外面がスライダ機構ＳＭの雌ネジ部材５４の背面（可動プライマリプーリを向く面とは反対側の面）に当接するように構成されている。

こうして構成された変形例のベルト式無段変速機１００においても、通常の変速制御処理が開始されたときに図７に示すリンプホーム処理ルーチンが実施され、ステップＳ１０４において目標変速比ｉ＊と実変速比ｉとの差Δｉが許容範囲外と判定されたときに、リンプホーム用駆動ギヤ７２，リンプホーム用被駆動ギヤ７４およびリンプホーム用アイドラギヤ７６を噛合わせるべくアクチュエータＡＣＴＲが駆動制御される（ステップＳ１０６）。

これにより、可動プライマリプーリ２４が通常の変速制御の際の移動範囲外（ベルトＶに異常が生じていない状態における可動プライマリプーリ２４の移動範囲外）に移動されて、図９および図１０に示すように、可動プライマリプーリ２４と一体に駆動側回転軸８の軸線方向に移動される雌ネジ部材５４の背面がフックレバー１４２のフック部１４２ａのベンド外面に当接される。

雌ネジ部材５４の背面にフック部１４２ａのベンド外面が当接した後も、さらに可動プライマリプーリ２４が駆動側回転軸８の軸線方向に移動されることによって、図９（二点鎖線）および図１１に示すように、雌ネジ部材５４によってフックレバー１４２が押されてピンＰ１を支点に支持軸１７６ａに対して揺動する。

当該フックレバー１４２の揺動に伴い、当該フックレバー１４２の他端（フック部１４２ａとは反対側の端部）に接続された連結レバー１４４を介してリンプホーム用アイドラギヤ１７６が支持軸１７６ａの先端側（図９の右側）に向かって支持軸１７６ａ上を軸線方向に移動される。即ち、リンプホーム用駆動ギヤ７２とリンプホーム用アイドラギヤ１７６とが互いに近づくように軸線方向に移動する。

なお、リンプホーム用アイドラギヤ１７６は、フックレバー１４２のレバー比、即ち、フック部１４２ａのベンド外面と雌ネジ部材５４との接触部から支持軸１７６ａへの支持部（ピンＰ１）までの距離と、当該支持部（ピンＰ１）からフックレバー１４２と連結レバー１４４との接続部までの距離と、の比に応じた距離だけ軸線方向に移動する。こうして、リンプホーム用駆動ギヤ７２、リンプホーム用被駆動ギヤ７４およびリンプホーム用アイドラギヤ１７６の噛合いが確立され、リンプホーム走行可能な状態となる。

以上説明した変形例のベルト式無段変速機１００においても、上述した本実施の形態に係るベルト式無段変速機１と同様の作用効果を奏することができる。即ち、簡易な構成かつ簡易な制御でリンプホーム走行を実現できる。また、変形例のベルト式無段変速機１００によれば、通常の変速制御が実行されている間、即ち、リンプホーム走行制御が実行されるまでは、リンプホーム用駆動ギヤ７２、リンプホーム用被駆動ギヤ７４およびリンプホーム用アイドラギヤ１７６のいずれも噛合わせない構成であるため、ベルトＶに異常が生じていない通常走行時にギヤノイズが問題となることがない。また、各ギヤの耐久性の向上を図ることもできる。

さらに、変形例のベルト式無段変速機１００によれば、リンプホーム用駆動ギヤ７２とリンプホーム用アイドラギヤ１７６とを互いに近づく方向に移動させる構成であるため、小さいスペースでリンプホーム用アイドラギヤ１７６を介したリンプホーム用駆動ギヤ７２とリンプホーム用被駆動ギヤ７４との噛合い構造を実現できる。これにより、ベルト式無段変速機１００の大型化を抑制できる。

変形例のベルト式無段変速機１００では、可動プライマリプーリ２４が駆動側回転軸８上を軸線方向に移動することに伴って作動するリンク機構１４０によって、リンプホーム用アイドラギヤ１７６をリンプホーム用駆動ギヤ７２に向かって支持軸１７６ａの軸線方向に移動させる構成としたが、これに限らない。例えば、可動プライマリプーリ２４が駆動側回転軸８上を軸線方向に移動されることに基づいて、リンプホーム用アイドラギヤ１７６がリンプホーム用駆動ギヤ７２に向かって支持軸１７６ａの軸線方向に移動するように当該リンプホーム用アイドラギヤ１７６を油圧式アクチュエータや電動アクチュエータなどによって駆動させる構成としても良い。

変形例のベルト式無段変速機１００では、リンプホーム用駆動ギヤ７２とリンプホーム用アイドラギヤ１７６とが互いに近づく方向に移動させて互いに噛合わせる構成としたが、これに限らない。例えば、リンプホーム用駆動ギヤ７２とリンプホーム用アイドラギヤ１７６とを互いに同じ方向に移動させて互いに噛合わせる構成としても良い。

本実施形態は、本発明を実施するための形態の一例を示すものである。したがって、本発明は、本実施形態の構成に限定されるものではない。

１ ベルト式無段変速機（ベルト式無段変速機）
２ 変速機構部
４ 制御装置（制御装置）
６ 入力ギヤ機構
８ 駆動側回転軸（駆動側回転軸）
８ａ 接続ギヤ
１０ 従動側回転軸（従動側回転軸）
１０ａ 接続ギヤ
１２ 出力ギヤ機構
１２ａ 回転軸
１２ｂ 第１出力ギヤ
１２ｃ 第２出力ギヤ
１４ ディファレンシャル装置
１６ ケース
２０ 一対のプライマリプーリ（一対のプライマリプーリ）
２２ 固定プライマリプーリ（固定プライマリプーリ）
２２ａ ベルト摺動面
２４ 可動プライマリプーリ（可動プライマリプーリ）
２４ａ ベルト摺動面
３０ 一対のセカンダリプーリ（一対のセカンダリプーリ）
３２ 固定セカンダリプーリ（固定セカンダリプーリ）
３２ａ ベルト摺動面
３４ 可動セカンダリプーリ（可動セカンダリプーリ）
３４ａ ベルト摺動面
５２ 雄ネジ部材
５４ 雌ネジ部材
６２ 入力軸
６２ａ 第１入力ギヤ
６２ｂ 第２入力ギヤ
６４ 中間軸
６４ａ 第１中間ギヤ
６４ｂ 第２中間ギヤ
７０ リンプホーム機構
７２ リンプホーム用駆動ギヤ（リンプホーム用駆動ギヤ）
７４ リンプホーム用被駆動ギヤ（リンプホーム用被駆動ギヤ）
７６ リンプホーム用アイドラギヤ（リンプホーム用アイドラギヤ）
７６ａ 支持軸（支持軸）
８２ アクセルペダル
８４ プライマリ回転数センサ（第１回転数検出部材）
８６ セカンダリ回転数センサ（第２回転数検出部材）
８８ プーリポジションセンサ（位置検出部材）
９２ アクセルペダルポジションセンサ
１００ ベルト式無段変速機
１４０ リンク機構（揺動部材）
１４２ フックレバー
１４２ａ フック部
１４４ 連結レバー
１７６ リンプホーム用アイドラギヤ
１７６ａ 支持軸
ＣＬ クラッチ
Ｖ ベルト（ベルト）
ＡＣＴＲ アクチュエータ
Ｓ シンクロ機構
ＳＰＲ スプリング部材
Ｍ モータ
ＲＧＭ リダクションギヤ機構
ＳＭ スライダ機構
Ａｃｃ アクセル開度
Ｎｉｎ 回転数
Ｎｏｕｔ 回転数
ＰＰ プーリポジション
ｉ 実変速比
ｉ＊ 目標変速比
Δｉ 差
Ｂ ベアリング
Ｐ１ ピン
Ｐ２ ピン
ＢＲ ブラケット部

Claims (6)

1. 原動機の従動側回転軸に接続される駆動側回転軸と、該駆動側回転軸と平行に配置された従動側回転軸と、前記駆動側回転軸と一体回転可能に該駆動側回転軸に配置された一対のプライマリプーリと、前記従動側回転軸と一体回転可能に該従動側回転軸に配置された一対のセカンダリプーリと、前記一対のプライマリプーリと前記一対のセカンダリプーリとに巻き掛けられたベルトと、前記一対のプライマリプーリの溝幅を連続的に変化させることによって前記一対のプライマリプーリおよび前記一対のセカンダリプーリに対する前記ベルトの巻き掛け径を変化させる変速制御を実行する制御装置と、を備えるベルト式無段変速機であって、
   前記一対のプライマリプーリは、前記駆動側回転軸に固定された固定プライマリプーリと、前記駆動側回転軸の軸線方向に移動可能に該駆動側回転軸に配置された可動プライマリプーリと、を有しており、
   前記一対のセカンダリプーリは、前記ベルトに関して前記可動プライマリプーリが配置された側と同じ側において前記従動側回転軸に固定された固定セカンダリプーリと、前記ベルトに関して前記固定プライマリプーリが配置された側と同じ側において前記従動側回転軸の軸線方向に移動可能に該従動側回転軸に配置された可動セカンダリプーリと、を有しており、
   前記可動プライマリプーリと一体回転可能に該可動プライマリプーリの背面に設けられたリンプホーム用駆動ギヤと、
   前記固定セカンダリプーリと一体回転可能に該固定セカンダリプーリの背面に設けられたリンプホーム用被駆動ギヤと、
   前記駆動側回転軸および前記従動側回転軸に平行配置された支持軸に支持され、前記リンプホーム用駆動ギヤおよび前記リンプホーム用被駆動ギヤと噛合い可能に構成されたリンプホーム用アイドラギヤと、
   を備え、
   前記制御装置は、前記ベルトに異常が生じていないときには、前記リンプホーム用駆動ギヤが前記リンプホーム用アイドラギヤに噛合しない範囲で前記可動プライマリプーリを前記駆動側回転軸の軸線方向に移動させて前記変速制御を実行し、前記ベルトに異常が生じた際には、前記変速制御に替えて、前記リンプホーム用駆動ギヤが前記リンプホーム用アイドラギヤを介して前記リンプホーム用被駆動ギヤに噛合されるよう前記可動プライマリプーリを前記駆動側回転軸の軸線方向に移動させるリンプホーム制御を実行するよう構成されている
   ベルト式無段変速機。
2. 前記リンプホーム用被駆動ギヤと前記リンプホーム用アイドラギヤとは、常時噛合うよう構成されている
   請求項１に記載のベルト式無段変速機。
3. 前記リンプホーム用アイドラギヤは、前記支持軸の軸線方向に移動可能なよう構成されており、
   前記リンプホーム用駆動ギヤが前記リンプホーム用アイドラギヤに噛合うよう前記可動プライマリプーリが前記駆動側回転軸の軸線方向に移動されることに伴って、前記リンプホーム用アイドラギヤが前記支持軸上を該支持軸の軸線方向に移動されて、前記リンプホーム用駆動ギヤ、前記リンプホーム用被駆動ギヤおよび前記リンプホーム用アイドラギヤの噛合いが確立されるよう構成されている
   請求項１に記載のベルト式無段変速機。
4. 前記可動プライマリプーリの前記駆動側回転軸の軸線方向への移動に応じて揺動する揺動部材をさらに備え、
   前記揺動部材は、揺動されることによって前記リンプホーム用アイドラギヤを前記可動プライマリプーリの移動方向とは逆方向に軸方向移動させるよう構成されている
   請求項３に記載のベルト式無段変速機。
5. 前記可動プライマリプーリの位置を検出する位置検出部材と、
   前記駆動側回転軸の回転数を検出する第１回転数検出部材と、
   前記従動側回転軸の回転数を検出する第２回転数検出部材と、
   をさらに備え、
   前記制御装置は、前記可動プライマリプーリの位置、前記駆動側回転軸の回転数および前記従動側回転軸の回転数に基づいて要求変速比の値と実際の変速比の値との差を算出し、該差が許容値より大きいときに前記ベルトに異常が生じていると判断するよう構成されている
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載のベルト式無段変速機。
6. 原動機の出力軸に接続される駆動側回転軸と、
   該駆動側回転軸と平行に配置された従動側回転軸と、
   前記駆動側回転軸に固定された固定プライマリプーリと、
   前記駆動側回転軸の軸線方向に移動可能に該駆動側回転軸に配置された可動プライマリプーリと、
   前記従動側回転軸に固定された固定セカンダリプーリと、
   前記従動側回転軸の軸線方向に移動可能に該従動側回転軸に配置された可動セカンダリプーリと、
   前記固定プライマリプーリと前記可動プライマリプーリとの間および前記固定セカンダリプーリと前記可動セカンダリプーリとの間に巻き掛けられたベルトと、
   前記可動プライマリプーリと一体回転可能に該可動プライマリプーリの背面に設けられたリンプホーム用駆動ギヤと、
   前記固定セカンダリプーリと一体回転可能に該固定セカンダリプーリの背面に設けられたリンプホーム用被駆動ギヤと、
   前記駆動側回転軸および前記従動側回転軸に平行配置された支持軸に支持され、前記リンプホーム用駆動ギヤおよび前記リンプホーム用被駆動ギヤと噛合い可能に構成されたリンプホーム用アイドラギヤと、
   を備えるベルト式無段変速機の制御方法であって、
   前記固定セカンダリプーリは、前記ベルトに関して前記可動プライマリプーリが配置された側と同じ側に配置されており、
   前記可動セカンダリプーリは、前記ベルトに関して前記固定プライマリプーリが配置された側と同じ側に配置されており、
   （ａ）前記ベルトに異常が生じたか否かを判定し、
   （ｂ）前記ベルトに異常が生じていないときには、前記リンプホーム用駆動ギヤが前記リンプホーム用アイドラギヤに噛合しない範囲で前記可動プライマリプーリを前記駆動側回転軸の軸線方向に移動させて前記ベルトの巻き掛け径を連続的に変化させることによって、前記駆動側回転軸の回転を無段階に変速して前記従動側回転軸に伝達させ、
   （ｃ）前記ベルトに異常が生じた際には、前記リンプホーム用駆動ギヤが前記リンプホーム用アイドラギヤを介して前記リンプホーム用被駆動ギヤに噛合されるよう前記可動プライマリプーリを前記駆動側回転軸の軸線方向に移動させることによって、前記駆動側回転軸の回転を所望の変速比をもって前記従動側回転軸に伝達させる
   ベルト式無段変速機の制御方法。

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