JP2005233377A - Toroidal continuously-variable transmission and continuously-variable speed change unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明に係るトロイダル型無段変速機及び無段変速装置は、自動車(車両)用自動変速機の変速ユニットとして、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速機として利用する。 The toroidal type continuously variable transmission and continuously variable transmission according to the present invention are used as a transmission unit of an automatic transmission for an automobile (vehicle) or as a transmission for adjusting the operating speed of various industrial machines such as a pump. To do.
自動車用自動変速機として使用されるトロイダル型無段変速機が、特許文献1〜4、非特許文献1、2等の多くの刊行物に記載され、且つ、一部で実施されていて周知である。この様なトロイダル型無段変速機は、互いに対向する軸方向側面をトロイド曲面とした入力側ディスクと出力側ディスクとの間に複数個のパワーローラを挟持して成る。運転時には、この入力側ディスクの回転が、これら各パワーローラを介して上記出力側ディスクに伝達される。これら各パワーローラは、それぞれトラニオン等の支持部材に回転自在に支持されており、これら各支持部材は、それぞれ上記両ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に支持されている。上記両ディスク同士の間の変速比を変える場合は、油圧式のアクチュエータにより上記各支持部材を上記枢軸の軸方向に変位させる。この様なアクチュエータへの圧油の給排は、制御弁により制御すると共に、上記支持部材の動きをこの制御弁にフィードバックする様に構成する。
Toroidal-type continuously variable transmissions used as automatic transmissions for automobiles are described in many publications such as
上記アクチュエータへの圧油の給排に基づき上記各支持部材を上記枢軸の軸方向に変位させると、上記各パワーローラの周面と上記入力側、出力側各ディスクの側面との転がり接触部(トラクション部)に作用する、接線方向の力の向きが変化(転がり接触部にサイドスリップが発生)する。そして、この力の向きの変化に伴って上記各支持部材が上記枢軸を中心に揺動(傾斜)し、上記各パワーローラの周面と上記入力側、出力側各ディスクの側面との接触位置が変化する。上記各パワーローラの周面を、上記入力側ディスクの側面の径方向外寄り部分と、上記出力側ディスクの側面の径方向内寄り部分とに転がり接触させれば、上記両ディスク同士の間の変速比が増速側になる。これに対して、上記各パワーローラの周面を、上記入力側ディスクの側面の径方向内寄り部分と、上記出力側ディスクの側面の径方向外寄り部分とに転がり接触させれば、上記両ディスク同士の間の変速比が減速側になる。 When each support member is displaced in the axial direction of the pivot based on supply / discharge of pressure oil to / from the actuator, a rolling contact portion between the peripheral surface of each power roller and the side surface of each disk on the input side and output side ( The direction of the tangential force acting on the traction section changes (side slip occurs in the rolling contact section). Then, with the change in the direction of the force, each support member swings (tilts) about the pivot, and the contact position between the peripheral surface of each power roller and the side surface of each disk on the input side and output side. Changes. If the circumferential surface of each of the power rollers is brought into rolling contact with the radially outward portion of the side surface of the input side disc and the radially inward portion of the side surface of the output side disc, The gear ratio is increased. In contrast, if the circumferential surface of each power roller is brought into rolling contact with the radially inward portion of the side surface of the input side disk and the radially outward portion of the side surface of the output side disc, The gear ratio between the disks is on the deceleration side.
又、上述の様なトロイダル型無段変速機を実際の自動車用自動変速機に組み込む場合、遊星歯車機構等の歯車式の差動ユニットと組み合わせて無段変速装置を構成する事が、従来から提案されている。例えば特許文献5には、所謂ギヤード・ニュートラルと呼ばれ、入力軸を一方向に回転させたまま、出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転、逆転に切り換えられる無段変速装置が記載されている。図4は、この特許文献5に記載された無段変速装置を示している。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速機1と遊星歯車式変速機2とを組み合わせて成る。このうちのトロイダル型無段変速機1は、入力軸3と、1対の入力側ディスク4、4と、出力側ディスク5と、それぞれが支持部材である複数のトラニオン6、6と、複数のパワーローラ7、7とを備える。
In addition, when a toroidal continuously variable transmission as described above is incorporated into an actual automatic transmission for an automobile, a continuously variable transmission has been conventionally configured in combination with a gear-type differential unit such as a planetary gear mechanism. Proposed. For example, Patent Document 5 discloses a continuously variable transmission called a so-called geared neutral, in which the rotation state of the output shaft can be switched between forward rotation and reverse rotation with the input shaft rotated in one direction with the stop state interposed therebetween. Has been described. FIG. 4 shows the continuously variable transmission described in Patent Document 5. This continuously variable transmission is formed by combining a toroidal type continuously
又、上記遊星歯車式変速機2は、上記入力軸3及び一方(図4の右方)の入力側ディスク4に結合固定されたキャリア8を備える。そして、このキャリア8の両側面に、それぞれがダブルピニオン型である、第一、第二の遊星歯車9、10を支持している。これら各第一、第二遊星歯車9、10は、内径側の遊星歯車素子11a、12aを、上記出力側ディスク5にその基端部(図4の左端部)を結合した中空回転軸13の先端部(図4の右端部)及び伝達軸14の一端部(図4の左端部)にそれぞれ固設した第一、第二の太陽歯車15、16に、外径側の遊星歯車素子11b、12bをリング歯車17に、それぞれ噛合させている。
The planetary
一方、上記伝達軸14の他端部(図4の右端部)に固設した第三の太陽歯車18の周囲に設けた第二のキャリア19に遊星歯車素子20a、20bを、回転自在に支持している。これら各遊星歯車素子20a、20bは、互いに噛合すると共に、内径側の遊星歯車素子20aを上記第三の太陽歯車18に、外径側の遊星歯車素子20bを、上記第二のキャリア19の周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車21に、それぞれ噛合させている。又、上記リング歯車17と上記第二のキャリア19とを低速用クラッチ22により係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車21とハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ23により係脱自在としている。又、上記第二のキャリア19に出力軸24を、上記入力軸3と同心に固設している。
On the other hand,
上述の様な、図4に示した無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ22を接続し、上記高速用クラッチ23の接続を断った、所謂低速モード状態では、上記入力軸3の動力が上記リング歯車17を介して上記出力軸24に伝えられる。そして、トロイダル型無段変速機1の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての速度比、即ち、上記入力軸3と上記出力軸24との間の速度比が変化する。この様な低速モード状態では、図5に線分αで示す様に、無段変速装置全体としての速度比は無限大に変化する。即ち、上記トロイダル型無段変速機1の変速比を調節する事により、上記入力軸3を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸24の回転状態を、停止状態を挟んで、正転、逆転の変換自在となる。
In the case of the continuously variable transmission shown in FIG. 4 as described above, in the so-called low speed mode state in which the
これに対して、上記低速用クラッチ22の接続を断ち、上記高速用クラッチ23を接続した、所謂高速モード状態では、上記入力軸3の動力が、前記第一の遊星歯車9、上記リング歯車17、前記第二の遊星歯車10、前記伝達軸14、前記各遊星歯車素子20a、20b、上記第二のキャリア19を介して、上記出力軸24に伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機1の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての速度比が変化する。この様な高速モード状態の場合には、図5に線分βで示す様に、上記トロイダル型無段変速機1の変速比を大きくする程、無段変速装置全体としての速度比が大きくなる。
On the other hand, in the so-called high speed mode state in which the
上述の様に構成する無段変速装置の場合、入力軸3を回転させた状態のまま出力軸24を停止させたり、或は極低速で回転させる状態で、トロイダル型無段変速機1を通過するトルクを適正に規制する必要がある。この様な事情に鑑みて、特願2003−56681号には、上記入力軸3を駆動するエンジンの回転速度を大まかに制御しつつ、この回転速度に合わせてトロイダル型無段変速機1の変速比の調節を行なう事により、上記トロイダル型無段変速機1を通過するトルクを目標値に規制する制御方法が開示されている(第一の先発明)。又、特願2003−105967号には、非走行状態で、出力軸に加わるトルクが0若しくは小さな値に収まる様にする為に、トロイダル型無段変速機の変速比を厳密に規制できる、無段変速装置に関する発明が開示されている(第二の先発明)。この第二の先発明の構造及び作用に就いて、図6〜7により説明する。尚、このうちの図6の上部には、例えば上述の図4に示した無段変速装置を模式的に示している。従って、当該部分には、この図4に示した符号と同じ符号を付している。又、上記図6中、太矢印は動力の伝達経路を、実線は油圧回路を、破線は電気回路を、それぞれ示している。
In the case of the continuously variable transmission configured as described above, the
エンジン25の出力は、ダンパ26を介して、入力軸3に入力される。この入力軸3に伝達された動力は、トロイダル型無段変速機1を構成する油圧式の押圧装置27から入力側ディスク4に伝達され、更にパワーローラ7を介して出力側ディスク5に伝達される。これら両ディスク4、5のうち、入力側ディスク4の回転速度は入力側回転センサ28により、出力側ディスク5の回転速度は出力側回転センサ29により、それぞれ測定して、制御器30に入力し、上記両ディスク4、5間の(トロイダル型無段変速機1の)変速比を算出自在としている。
The output of the
又、上記入力軸3に伝達された動力は、直接又は上記トロイダル型無段変速機1を介して、差動ユニットである遊星歯車式変速機2に伝達される。そして、この遊星歯車式変速機2の構成部材の差動成分が、クラッチ装置31を介して、出力軸24に取り出される。尚、このクラッチ装置31は、前記図4に示した低速用クラッチ22及び高速用クラッチ23を表すものである。又、出力軸回転センサ32によって、上記出力軸24の回転速度を検出自在としている。一方、上記ダンパ26部分から取り出した動力によりオイルポンプ33(33a、33b)を駆動し、このオイルポンプ33から吐出した圧油を、上記押圧装置27と、上記パワーローラ7を支持したトラニオン6(図4参照)を枢軸34、34(後述する本発明の実施例を示す図2参照)の軸方向に変位させるアクチュエータ35(後述する図7参照)の変位量を制御する為の制御弁装置36とに、送り込み自在としている。尚、この制御弁装置36とは、後述する図7に示した制御弁37と、差圧シリンダ38と、補正用制御弁39a、39bと、高速用切換弁40及び低速用切換弁41とを合わせたものである。このうちの制御弁37は、上記アクチュエータ35への油圧の給排を制御するものである。又、このアクチュエータ35に設けた1対の油圧室42a、42b(図7参照)内の油圧を(実際には1対の)油圧センサ43により検出して、その検出信号を、上記制御器30に入力している。
The power transmitted to the input shaft 3 is transmitted directly or via the toroidal type continuously
この制御器30は、上記油圧センサ43からの信号に基づいて、上記トロイダル型無段変速機1を通過するトルク(通過トルク)を算出する。そして、この様に算出される通過トルクに応じてトロイダル型無段変速機1の変速比を補正すべく、上記制御弁37の構成部材を上記差圧シリンダ38により変位させる。この様な差圧シリンダ38への圧油の給排は、上記補正用制御弁39a、39bにより制御される。又、上記制御弁装置36は、ステッピングモータ44と、ライン圧制御用電磁開閉弁45と、上記補正用制御弁39a、39aを切り換える為の電磁弁46と、上記高速用切換弁40及び低速用切換弁41を切り換える為のシフト用電磁弁47とにより、その作動状態を切り換えられる。そして、これらステッピングモータ44と、ライン圧制御用電磁開閉弁45と、電磁弁46と、シフト用電磁弁47とは、何れも上記制御器30からの制御信号に基づいて切り換えられる。
The
又、この制御器30には、前記各回転センサ28、29、32及び上記油圧センサ43からの信号の他、潤滑油(トラクションオイル)の温度を検出する油温センサ48の検出信号と、後述する図7に記載した手動油圧切換弁52を切り換える為のシフトレバー(操作レバー)の操作位置を検出するポジションスイッチ49の位置信号と、アクセルペダルの開度を検出するアクセルセンサ50の検出信号と、ブレーキペダル或はパーキングブレーキの操作を検出するブレーキスイッチ51の信号とを入力している。又、上記制御器30は、上記各スイッチ49、51及び各センサ28、29、32、43、48、50からの信号に基づいて、上記ステッピングモータ44と、ライン圧制御用電磁開閉弁45と、電磁弁46と、シフト用電磁弁47とに上記制御信号を送る他、前記エンジン25を制御する為のエンジンコントローラ53に制御信号を送る。そして、前記第一の先発明の場合と同様に、入力軸3と出力軸24との間の速度比を変えたり、或は停止時若しくは極く低速走行時に前記トロイダル型無段変速機1を通過して上記出力軸24に加えられるトルク(通過トルク)を制御する。
In addition to the signals from the
又、第二の先発明の場合には、前記入力側回転センサ28及び前記出力側回転センサ29の検出信号に基づいて、上記出力軸24の回転速度及び回転方向を算出し、上記通過トルクの制御を行なう様にしている。即ち、上記入力側、出力側両回転センサ28、29の検出信号を入力した上記制御器30は、これら両回転センサ28、29の検出信号に基づいて、各入力側ディスク4、4の回転速度NIDと出力側ディスク5の回転速度NODを求める。そして、これら各入力側ディスク4、4の回転速度NIDと出力側ディスク5の回転速度NODとから求められる、上記トロイダル型無段変速機1の変速比NOD/NIDと、前記低速用クラッチ22を接続しての低速モード状態時の、前記遊星歯車式変速機2の変速比i1 とから、上記出力軸24の回転速度NOUT を、上記各入力側ディスク4、4の回転速度に対する比として求める。
In the case of the second prior invention, the rotational speed and direction of the
そして、この様に出力軸24の回転速度NOUT を求める第二の先発明の場合、走行状態(D、Lレンジ又はRレンジ)が選択された瞬間に、この出力軸24が突然、必要以上のトルク、且つ、必要以上の速度で回転し始める事を防止すべく、低速側、高速側両クラッチ22、23が繋がれた場合でも上記出力軸24の回転速度が0となる様に、トロイダル型無段変速機1の変速比を規制する。この場合に、このトロイダル型無段変速機1を通過するトルクの目標値を(非走行状態での実質的通過トルクの値である)0にした状態で、このトロイダル型無段変速機1の変速比を調節する。或は、上記両クラッチ22、23が繋がれた場合に上記出力軸24の回転速度が、ブレーキペダルの踏み込みにより停止させられる程度の低速となり、且つ、この出力軸24に加わるトルクが小さくなる様に、上記トロイダル型無段変速機1の変速比を調節する。
In the case of the second prior invention for obtaining the rotational speed N OUT of the
図7は、この様な変速比の調節を行なう第二の先発明の無段変速装置を制御する油圧回路を示している。この油圧回路では、油溜54から吸引されてオイルポンプ33a、33bにより吐出された圧油を、調圧弁55a、55bで所定圧に調整自在としている。又、上記両調圧弁55a、55bのうち、手動油圧切換弁52側に送る油圧を調整する為の調圧弁55bによる調整圧を、ライン圧制御用電磁開閉弁45の開閉に基づいて調節自在としている。そして、上記両調圧弁55a、55bにより圧力を調整された圧油を、制御弁37を介してアクチュエータ35に送り込み自在とする他、差圧シリンダ38のストロークを調節する為の補正用制御弁39a、39bに、電磁弁46の開閉に基づいて送り込み自在としている。又、上記圧油を、油圧式の押圧装置27に送り込む様にしている。又、この圧油は、上記手動油圧切換弁52と、高速用切換弁40又は低速用切換弁41とを介して、低速用クラッチ22又は高速用クラッチ23の油圧室内に送り込み自在としている。
FIG. 7 shows a hydraulic circuit for controlling the continuously variable transmission according to the second aspect of the invention for adjusting the speed ratio as described above. In this hydraulic circuit, the pressure oil sucked from the
上述の様な油圧回路により制御される、前述の様な第二の先発明を実施する場合、前述した様に、入力側回転センサ28及び出力側回転センサ29の検出信号に基づいて、入力側ディスク4の回転速度NID及び出力側ディスク5の回転速度NODを求めつつ、制御弁装置36をフィードバック制御する。言い換えれば、上記入力側、出力側各回転センサ28、29の検出信号に基づいて、トロイダル型無段変速機1の変速比NOD/NIDを所望値に調節する事で、このトロイダル型無段変速機1を通過するトルクや出力軸24の回転速度の規制を行なう。但し、この様に入力側、出力側各ディスク4、5の回転速度NID、NODのみから上記変速比NOD/NIDの調節を行なう場合、これら入力側ディスク4と出力側ディスク5との間の変速比NOD/NIDを所望値に調節できても、これら両ディスク4、5同士の間に挟持された各パワーローラ7の傾転量(各パワーローラ7を支持するトラニオン6の枢軸34を中心とする揺動量)を知る事はできない。
When the second prior invention as described above, which is controlled by the hydraulic circuit as described above, is implemented, based on the detection signals of the input
即ち、上記各回転センサ28、29の検出信号に基づいて上記変速比NOD/NIDを所望値に調節しても、上記各パワーローラ7の傾転量が適正な状態(不可避的なばらつきの範囲内)で所望値に調節されているのか、或は、不適正で(互いに揺動量が不一致となり)、これら各パワーローラ7の周面と上記入力側、出力側各ディスク4、5の側面との転がり接触部(トラクション部)で過大な滑りが生じている状態で所望値に調節されているのかは、そのままでは分らない。そして、この様に転がり接触部で過大な滑りが生じたまま運転を続けた場合には、変速動作が不安定になると共に、上記入力側、出力側各ディスク4、5及び各パワーローラ7が早期に寿命に至り、耐久性を十分に確保できなくなる可能性がある。
That is, even if the gear ratio N OD / N ID is adjusted to a desired value based on the detection signals of the
又、上述の様に入力側、出力側各回転センサ28、29の検出信号に基づいて、上記トロイダル型無段変速機1の変速比NOD/NIDの調節を行なう場合、これら各回転センサ28、29のうちの何れかのセンサに異常が発生すると、そのままではこの変速比NOD/NIDの調節を所望通り行なえなくなる可能性がある。尚、出力軸24の回転速度を検出する為の出力軸回転センサ32を設けた場合には、この出力軸24の回転速度を検出する事により、上記各回転センサ28、29に異常が発生した事を判定できる。そして、異常が発生したセンサの検出する回転速度を推定する等により、上記変速比の調節を行なう事ができる。但し、この様な変速比の調節が行なえるのは、低速用クラッチ22や高速用クラッチ23が接続されている状態、即ち走行状態が選択されている場合であり、上記両クラッチ22、23の接続が断たれる非走行状態が選択されている場合には、そのままでは上記変速比の調節を所望通り行なえなくなる可能性がある。
Further, when adjusting the gear ratio N OD / N ID of the toroidal type continuously
一方、上述の様な出力軸回転センサ32を設けていない場合には、上記入力側、出力側各回転センサ28、29に異常が発生した事を判定できるとしても、やはり上記変速比の調節を所望通り行なう事ができなくなる可能性がある。即ち、例えば上記入力側、出力側各回転センサ28、29の検出する回転速度が正常な運転では生じ得ない様な急変動をした場合等に、これら各回転センサ28、29に異常が発生したと判定する事ができる。又、所定の条件の下でこれら各回転センサ28、29が検出する回転速度が所定の値か否かを判定する事により、上記各回転センサ28、29に異常が発生したか否かを判定する事ができる。但し、何れにしてもそのままでは上記変速比を所望値に調節する事はできず、トロイダル型無段変速機1を通過するトルクや出力軸24の回転速度を規制する為の変速比制御を所望通り行なえなくなる可能性がある。そして、この様に変速比制御を所望通り行なえなくなった場合には、無段変速装置、延いてはこの無段変速装置を搭載した車両の運転状態が不安定になる他、この車両を修理工場まで自走させられなくなる等の故障を生じる可能性もある。
On the other hand, when the output
本発明のトロイダル型無段変速機及び無段変速装置は、上述の様な事情に鑑みて、転がり接触部(トラクション部)の過大な滑りに基づく寿命の短縮や変速動作が不安定になる事を防止する他、センサの異常の有無に拘わらず変速比制御が不安定になる事を防止して、優れた耐久性並びに信頼性を有する構造を実現すべく発明したものである。 In view of the above-described circumstances, the toroidal continuously variable transmission and continuously variable transmission according to the present invention have a reduced life due to excessive slippage of the rolling contact portion (traction portion) and unstable shifting operation. The present invention has been invented to realize a structure having excellent durability and reliability by preventing the transmission ratio control from becoming unstable regardless of whether the sensor is abnormal or not.
本発明のトロイダル型無段変速機及び無段変速装置のうち、請求項1に記載したトロイダル型無段変速機は、入力側ディスク及び出力側ディスクと、複数の支持部材と、複数のパワーローラとを備える。
このうちの入力側ディスク及び出力側ディスクは、それぞれが断面円弧形の凹面である互いの側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持されている。
又、上記各支持部材は、上記入力側ディスク及び出力側ディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動する。
又、上記各パワーローラは、その周面を球状凸面としたもので、上記各支持部材に支持された状態で上記入力側ディスク及び出力側ディスク同士の間に挟持されている。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記各パワーローラの傾転量(傾転角、揺動角)を検出する為の傾転センサを、それぞれのパワーローラ毎に設けている。
Of the toroidal continuously variable transmission and continuously variable transmission according to the present invention, the toroidal continuously variable transmission according to
Of these, the input-side disk and the output-side disk are supported so as to be concentric with each other and independently of each other with their side surfaces, which are concave surfaces each having an arcuate cross section, facing each other.
Each of the support members swings around a pivot that is twisted with respect to the center axis of the input side disk and the output side disk.
Each of the power rollers has a spherical convex surface, and is sandwiched between the input side disk and the output side disk while being supported by the support members.
In particular, in the toroidal type continuously variable transmission according to the present invention, a tilt sensor for detecting the tilt amount (tilt angle, swing angle) of each power roller is provided for each power roller. ing.
又、請求項5に記載した無段変速装置は、入力軸と、出力軸と、トロイダル型無段変速機と、複数の歯車を組み合わせて成る歯車式の差動ユニットと、このトロイダル型無段変速機の変速比の変更を制御する為の制御器とを備える。
このうちのトロイダル型無段変速機は、上記差動ユニットの第一の入力部と共に上記入力軸により回転駆動される入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に、且つ、この入力側ディスクに対する相対回転を自在として支持され、上記差動ユニットの第二の入力部に接続された出力側ディスクと、これら両ディスク同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラを回転自在に支持した複数個の支持部材と、これら各支持部材を変位させて上記入力側ディスクと上記出力側ディスクとの間の変速比を変えるアクチュエータと、上記入力側ディスクの回転速度を検出する為の入力側回転センサと、上記出力側ディスクの回転速度を検出する為の出力側回転センサと、上記各パワーローラの傾転量(傾転角、揺動角)を検出する為の傾転センサとを備えたものである。
又、上記差動ユニットは、上記第一、第二の入力部同士の間の速度差に応じた回転を取り出して上記出力軸に伝達するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, a continuously variable transmission includes an input shaft, an output shaft, a toroidal continuously variable transmission, a gear-type differential unit formed by combining a plurality of gears, and the toroidal continuously variable transmission. And a controller for controlling the change of the transmission gear ratio.
Of these, the toroidal-type continuously variable transmission includes an input side disk that is rotationally driven by the input shaft together with the first input portion of the differential unit, a concentric with the input side disk, and the input side disk. An output-side disk connected to the second input portion of the differential unit, a plurality of power rollers sandwiched between the two disks, and each of these power rollers is supported. A plurality of support members freely supported, an actuator for changing the gear ratio between the input side disk and the output side disk by displacing each of the support members, and a rotational speed of the input side disk; Input side rotation sensor, output side rotation sensor for detecting the rotation speed of the output side disk, and tilt amounts (tilt angle, swing angle) of each power roller. It is obtained by a tilt sensor for output.
Further, the differential unit takes out rotation according to the speed difference between the first and second input parts and transmits the rotation to the output shaft.
そして、上記制御器は、次の(1)〜(4)の機能を有する。
(1)上記入力側回転センサにより求められる上記入力側ディスクの回転速度と、上記出力側回転センサにより求められる上記出力側ディスクの回転速度とに基づいて、上記トロイダル型無段変速機の変速比を算出する機能。
(2)上記各傾転センサにより求められる上記各パワーローラの傾転量と、予め求めたこの傾転量と上記トロイダル型無段変速機の変速比との関係とに基づいて、このトロイダル型無段変速機の変速比を算出する機能。
(3)上記(1)の機能により算出される変速比と上記(2)の機能により算出される変速比とを比較し、これら各変速比同士の間に予め設定した閾値を超えるずれがある場合に、上記(1)の機能と(2)の機能とのうちの何れかの機能により算出される変速比が正常な値でないと判定する機能。
(4)上記(3)の機能により何れかの変速比が正常な値でないと判定された場合に、正常な値の変速比に基づいてトロイダル型無段変速機の変速比の調節を行なう機能。
The controller has the following functions (1) to (4).
(1) The transmission ratio of the toroidal continuously variable transmission based on the rotational speed of the input-side disk determined by the input-side rotation sensor and the rotational speed of the output-side disk determined by the output-side rotation sensor. The function to calculate
(2) Based on the tilt amount of each power roller determined by each tilt sensor and the relationship between the tilt amount determined in advance and the gear ratio of the toroidal continuously variable transmission, the toroidal type A function that calculates the gear ratio of a continuously variable transmission.
(3) The gear ratio calculated by the function (1) is compared with the gear ratio calculated by the function (2), and there is a deviation exceeding a preset threshold value between the gear ratios. In this case, a function for determining that the gear ratio calculated by any one of the functions (1) and (2) is not a normal value.
(4) A function for adjusting the gear ratio of the toroidal continuously variable transmission based on the gear ratio having a normal value when it is determined by the function (3) that the gear ratio is not a normal value. .
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機及び無段変速装置によれば、各傾転センサによりそれぞれのパワーローラの傾転量(傾転角、揺動角)を求められる為、これら各パワーローラの傾転量が適正か否か等の判定を行なえる。即ち、上記各傾転センサの検出信号に基づいて求められる上記各パワーローラの傾転量から、これら各パワーローラの傾転量にずれが生じたか否か(揺動量が不一致か否か)を判定できる。そして、これら各パワーローラの傾転量が不一致となり、転がり接触部(トラクション部)で過大な滑りが生じていると判定される場合に、この過大な滑りに基づく過大な摩擦を低減させる事ができる。例えば、押圧装置が発生する押圧力の低減やアクチュエータによる変速動作の停止等を必要に応じて行なえば、上記過大な滑りに基づく過大な摩擦を低減して、この過大な摩擦に基づく寿命の短縮を防止できる。 According to the toroidal type continuously variable transmission and continuously variable transmission of the present invention configured as described above, the tilt amount (tilt angle, swing angle) of each power roller can be obtained by each tilt sensor. It is possible to determine whether or not the tilt amount of each power roller is appropriate. That is, whether or not the tilt amount of each power roller is deviated from the tilt amount of each power roller obtained based on the detection signal of each tilt sensor (whether or not the swing amount is inconsistent). Can be judged. When the tilt amounts of these power rollers are inconsistent and it is determined that excessive slip occurs at the rolling contact portion (traction portion), excessive friction based on the excessive slip may be reduced. it can. For example, if the pressing force generated by the pressing device is reduced or the shifting operation by the actuator is stopped as necessary, the excessive friction due to the excessive slip is reduced, and the life due to the excessive friction is shortened. Can be prevented.
又、入力側、出力側各回転センサを設けた場合には、これら入力側、出力側各回転センサにより求められる入力側、出力側各ディスクの回転速度と上記各傾転センサにより求められる各パワーローラの傾転量とを比較すれば、これら各センサ(の検出信号)の異常の判定も行なえる。即ち、上記各ディスクの回転速度から算出されるこれら両ディスク同士の間の変速比と、予め求めたこの変速比と上記各パワーローラの傾転量との関係から算出される当該傾転量でのこの変速比とを比較する事により、これら各センサの何れかに異常が発生したか否かを判定できる。 In addition, when the input side and output side rotation sensors are provided, the rotational speeds of the input side and output side disks determined by these input side and output side rotation sensors and the respective power required by the above tilt sensors. By comparing the amount of tilting of the roller, it is possible to determine the abnormality of each of these sensors (detection signals). That is, the gear ratio between the two disks calculated from the rotational speed of each disk and the tilt amount calculated from the relationship between the gear ratio determined in advance and the tilt amount of each power roller. By comparing with this speed ratio, it can be determined whether or not an abnormality has occurred in any of these sensors.
しかも、これら各センサの異常を判定する為の閾値の値を必要に応じて調節したり、或は複数の閾値を設定しておく等により、上記センサの異常が、検出信号にノイズが混入する等の検出誤差に基づくもの(補正可能なもの)であるか、破損等の修理・交換等を要するもの(当該センサの検出信号を使用できなもの)であるかの判定も行なえる。そして、上記センサの異常が、検出信号にノイズが混入する等の検出誤差に基づくものであれば、上記各センサにより求められる値を相互に比較しつつ、上記誤差を低減する為の微調整や補正を行なえる。又、上記センサの異常が、破損等の修理・交換等を要するものである場合には、警報を発する事により使用者等に修理を促す事ができる。 In addition, by adjusting the threshold value for determining the abnormality of each sensor as necessary, or by setting a plurality of threshold values, the above-mentioned sensor abnormality causes noise to be mixed in the detection signal. It is also possible to determine whether the error is based on a detection error such as (can be corrected), or requires repair / replacement such as breakage (a detection signal of the sensor cannot be used). If the abnormality of the sensor is based on a detection error such as noise mixed in the detection signal, fine adjustment for reducing the error can be performed while comparing values obtained by the sensors. You can make corrections. If the sensor abnormality requires repair / replacement such as damage, an alarm can be issued to prompt the user to repair the sensor.
又、請求項5に記載した様に、上記入力側、出力側各回転センサと共に、上記各傾転センサにより求められる上記各パワーローラの傾転量に基づいて、上記トロイダル型無段変速機の変速比を算出すれば、通過トルクや出力軸の回転速度を規制する為の変速比制御をより正確且つ安定して行なえる。即ち、上記各傾転センサの検出信号に基づいて算出される上記変速比と、上記入力側、出力側各回転センサの検出信号に基づいて算出される上記変速比とを互いに比較し、これら2通りの方法で求めた変速比が互いに異なる場合に、上記各センサ(の検出信号)の何れかに異常が発生したと判定できる。そして、この様に異常が発生したと判定した場合に、正常なセンサにより算出される上記変速比に基づいて、上記トロイダル型無段変速機の変速比の調節を行なう事により、上記変速比制御をより正確且つ安定して行なえる。 Further, as described in claim 5, together with the rotation sensors of the input side and the output side, the toroidal type continuously variable transmission of the toroidal-type continuously variable transmission is based on the amount of tilt of the power rollers determined by the tilt sensors. If the gear ratio is calculated, the gear ratio control for regulating the passing torque and the rotation speed of the output shaft can be performed more accurately and stably. That is, the transmission ratio calculated based on the detection signals of the respective tilt sensors and the transmission ratio calculated based on the detection signals of the input side and output side rotation sensors are compared with each other. When the gear ratios obtained by the different methods are different from each other, it can be determined that an abnormality has occurred in any one of the sensors (detection signals). When it is determined that an abnormality has occurred in this way, the transmission ratio control is performed by adjusting the transmission ratio of the toroidal continuously variable transmission based on the transmission ratio calculated by a normal sensor. Can be performed more accurately and stably.
請求項1に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した様に、各傾転センサにより求められる各パワーローラの傾転量を相互に比較する為の比較手段を備える。そして、この比較手段は、これら各パワーローラの傾転量同士の間に予め設定した閾値を超える差が存在する場合に、上記各パワーローラのうちの少なくとも何れか1個のパワーローラの傾転量に異常ありと判定する。
この様に構成すれば、転がり接触部(トラクション部)で過大な滑りが生じているか否かを判定でき、この判定結果に基づいてこの過大な滑りに基づく過大な摩擦を低減する為の適切な処置を講ずる事により、この過大な摩擦に基づく寿命の短縮を防止して、耐久性の向上を図れる。
When carrying out the invention described in
If comprised in this way, it can be determined whether the excessive slip has arisen in the rolling contact part (traction part), and it is suitable for reducing the excessive friction based on this excessive slip based on this determination result. By taking measures, it is possible to prevent the shortening of the life due to this excessive friction and to improve the durability.
又、好ましくは、請求項3に記載した様に、入力側ディスクの回転速度を検出する為の入力側回転センサと、出力側ディスクの回転速度を検出する為の出力側回転センサとを備える。又、これら入力側、出力側各回転センサにより求められる入力側、出力側各ディスクの回転速度と、各傾転センサにより求められる各パワーローラの傾転量とを比較する為の比較手段を備える。この比較手段は、上記各ディスクの回転速度から算出されるこれら両ディスク同士の間の変速比と、予め求めたこの変速比と上記各パワーローラの傾転量との関係から算出される当該傾転量でのこの変速比とを比較するものとする。そして、これら2通りの方法で求めた変速比同士の間に予め設定した閾値を超える差が存在する場合に、上記入力側回転センサと出力側回転センサと傾転センサとのうちの何れかに異常ありと判定する。
この様に構成すれば、このセンサの異常に基づく検出誤差を低減したり使用者等に修理を促す事により、安定性や信頼性の向上を図れる。
Preferably, an input side rotation sensor for detecting the rotation speed of the input side disk and an output side rotation sensor for detecting the rotation speed of the output side disk are provided. Also, a comparison means is provided for comparing the rotational speeds of the respective input and output disks determined by the input and output rotation sensors with the tilt amounts of the power rollers determined by the tilt sensors. . The comparing means calculates the tilt ratio calculated from the speed ratio between the two disks calculated from the rotational speeds of the respective disks and the relationship between the previously determined speed ratio and the tilt amount of each power roller. It is assumed that the gear ratio with the amount of rotation is compared. When there is a difference exceeding a preset threshold between the gear ratios obtained by these two methods, any one of the input side rotation sensor, the output side rotation sensor, and the tilt sensor is used. It is determined that there is an abnormality.
With this configuration, it is possible to improve stability and reliability by reducing the detection error based on the abnormality of the sensor or urging the user to repair the sensor.
又、好ましくは、請求項4に記載した様に、傾転センサを、支持部材の枢軸を中心とする揺動量を検出する為の回転検出センサとする。そして、この回転検出センサにより求められるこの支持部材の揺動量(揺動角、回転角)を、パワーローラの傾転量とする。
この様に構成すれば、上記各パワーローラの傾転量を簡素な構造で正確に求められる。
Preferably, as described in claim 4, the tilt sensor is a rotation detection sensor for detecting a swing amount around the pivot of the support member. The swing amount (swing angle, rotation angle) of the support member obtained by the rotation detection sensor is set as the tilt amount of the power roller.
If comprised in this way, the tilting amount of each said power roller can be calculated | required correctly with a simple structure.
又、請求項5に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項6に記載した様に、入力側、出力側各回転センサに異常がない事を条件に、(2)の機能により算出される変速比に基づいて、トロイダル型無段変速機の変速比を所望値に調節した状態で、(1)の機能により算出される変速比と所望値とを比較する。そして、この変速比と所望値との間に予め設定した閾値を超えるずれがある場合に、上記(2)の機能により算出される変速比が正常な値でないと判定する。
この様に構成すれば、各傾転センサに異常が発生した事を効率良く判定できる。尚、この場合に、上記(1)の機能により算出される変速比が正常な値でなければ、上記(2)の機能により算出される変速比の値が正常か否かの判定は行なえない。この為に、上記入力側、出力側各回転センサに異常がない事を条件としている。そして、この様な条件を満たすべく、例えば、これら入力側、出力側各回転センサの検出する回転速度が正常運転では生じ得ない様な急変動をしていない事や、所定の条件の下(例えばアイドリング回転で各クラッチの接続を断った状態の如く、各部の回転速度が推定可能な条件下)で上記入力側、出力側各回転センサの検出する回転速度が所定の値である事を、予め確認しておく。そして、この様な確認に基づいて上記入力側、出力側各回転センサに異常がないと判定される場合に、上記(2)の機能により算出される変速比の値が正常か否かの判定を行なえば、上記各傾転センサに異常が発生した事を効率良く判定できる。
Further, when the invention described in claim 5 is carried out, it is preferably calculated by the function (2) on the condition that there is no abnormality in the input side and output side rotation sensors as described in claim 6. The gear ratio calculated by the function (1) is compared with the desired value in a state where the gear ratio of the toroidal type continuously variable transmission is adjusted to the desired value based on the gear ratio to be performed. When there is a deviation exceeding a preset threshold value between the speed ratio and the desired value, it is determined that the speed ratio calculated by the function (2) is not a normal value.
If comprised in this way, it can determine efficiently that abnormality generate | occur | produced in each inclination sensor. In this case, if the speed ratio calculated by the function (1) is not a normal value, it cannot be determined whether or not the speed ratio value calculated by the function (2) is normal. . For this reason, the condition is that there is no abnormality in the input side and output side rotation sensors. In order to satisfy such conditions, for example, the rotational speed detected by each of the input side and output side rotation sensors does not fluctuate so as not to occur in normal operation, or under predetermined conditions ( For example, the rotation speed detected by each of the input side and output side rotation sensors is a predetermined value under the condition that the rotation speed of each part can be estimated as in the state where each clutch is disconnected by idling rotation. Check in advance. Then, when it is determined that there is no abnormality in the input side and output side rotation sensors based on such confirmation, it is determined whether or not the speed ratio value calculated by the function (2) is normal. As a result, it is possible to efficiently determine that an abnormality has occurred in each of the tilt sensors.
又、上述の様な請求項6に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項7に記載した様に、(2)の機能により算出される変速比が正常な値でないと判定した場合に、(1)の機能により算出される変速比が所望値になるまで、アクチュエータを制御する為の制御ユニットを構成するステッピングモータの出力部材を移動させる事により、トロイダル型無段変速機の変速比を所望値に補正する。
この様に構成すれば、上記各傾転センサに何らかの異常が発生し、上記(2)の機能により算出される変速比が正常な値でない場合でも、トロイダル型無段変速機の変速比を所望値に調節できる。
Further, when the invention described in claim 6 as described above is implemented, preferably, as described in claim 7, when it is determined that the speed ratio calculated by the function (2) is not a normal value Further, by shifting the output member of the stepping motor constituting the control unit for controlling the actuator until the speed ratio calculated by the function (1) reaches a desired value, the shift of the toroidal type continuously variable transmission is achieved. Correct the ratio to the desired value.
With this configuration, even if some abnormality occurs in each of the tilt sensors and the speed ratio calculated by the function (2) is not a normal value, the speed ratio of the toroidal continuously variable transmission is desired. Can be adjusted to the value.
又、上述の様にトロイダル型無段変速機の変速比を補正した場合は、請求項8に記載した様に、パワーローラの傾転量とトロイダル型無段変速機の変速比との関係を再学習し、更に記憶したり、請求項9に記載した様に、その補正した変速比とステッピングモータの出力部材の位置とを対応させて学習し、更に記憶する。
この様に構成すれば、上記各傾転センサの異常が、検出信号にノイズが混入する等の検出誤差に基づくものである場合に、この傾転センサの異常を修正でき(誤差を補正でき)、この傾転センサの検出信号に基づくトロイダル型無段変速機の変速比制御を正確且つ安定して行なえる。又、上記ステッピングモータの出力部材の位置と上記変速比とを対応させて学習する事で、上記変速比制御をより迅速に行なう事もできる。
尚、上記傾転センサの異常が、破損等の修理・交換を要するものである場合には、使用者等に修理を促す為の警報を発する。又、この場合に、上述の様な再学習等の修正作業は行なわず、入力側、出力側各回転センサの検出信号に基づいて上記変速比制御を行なう。この様に構成すれば、この変速比制御を継続して行なえると共に、車両を修理工場まで自走できなくなる程の故障に至る事を未然に防止できる。
Further, when the gear ratio of the toroidal continuously variable transmission is corrected as described above, the relationship between the tilting amount of the power roller and the gear ratio of the toroidal continuously variable transmission is set as described in claim 8. Re-learning is performed, and further learning is performed. As described in claim 9, the corrected gear ratio and the position of the output member of the stepping motor are associated with each other to be learned and further stored.
According to this configuration, when the abnormality of each tilt sensor is based on a detection error such as noise mixed in the detection signal, the abnormality of the tilt sensor can be corrected (error can be corrected). The speed ratio control of the toroidal type continuously variable transmission based on the detection signal of the tilt sensor can be performed accurately and stably. Further, the gear ratio control can be performed more quickly by learning the position of the output member of the stepping motor in correspondence with the gear ratio.
In the case where the abnormality of the tilt sensor requires repair / replacement such as breakage, an alarm is issued to prompt the user etc. to repair. In this case, the gear ratio control is performed based on the detection signals of the input side and output side rotation sensors without performing the correction work such as relearning as described above. If configured in this way, the gear ratio control can be continuously performed, and it is possible to prevent the vehicle from being damaged to the extent that it cannot run to the repair shop.
又、好ましくは、請求項10に記載した様に、トロイダル型無段変速機の変速比を調節して差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事により、入力軸を一方向に回転させた状態のまま出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換する機能を有するものとする。
この様に構成すれば、トルク制御や回転速度の規制を厳密に行なう必要のある構造で、トロイダル型無段変速機の変速比調節を正確且つ安定して行なえる。
Preferably, as described in
With this configuration, the gear ratio of the toroidal type continuously variable transmission can be adjusted accurately and stably with a structure that requires strict torque control and rotational speed regulation.
図1〜3は、本発明の実施例を示している。図1は、トロイダル型無段変速機1と、差動ユニットである遊星歯車式変速機2とを組み合わせて成る、無段変速装置のブロック図である。尚、本実施例の特徴は、各パワーローラ7の傾転量(傾転角、揺動角)を検出する為の傾転センサ56をそれぞれのパワーローラ7毎に設ける事により、転がり接触部の過大な滑りに基づく寿命の短縮や変速動作が不安定になる事を防止すると共に、上記トロイダル型無段変速機1の変速比制御を正確且つ安定して行なう点にある。上記図1に示した無段変速装置は、図面に表れる構造に関しては、制御器30に上記各傾転センサ56の検出信号を入力させる様にした点が、前述の図6に示した第二の先発明の構造と相違する。又、上記トロイダル型無段変速機1の変速比を調節する為の油圧回路に就いては、図7に示した、上記第二の先発明に利用する油圧回路と同様である。よって、重複する説明を省略し、以下、本実施例の特徴である、上記各傾転センサ56を設けた部分の具体的構造、並びに、この様な傾転センサ56の検出信号に基づいて上記制御器30が行なう変速比制御に就いて説明する。
1 to 3 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram of a continuously variable transmission comprising a combination of a toroidal continuously
本実施例の場合、図2に示す様に、上記各パワーローラ7を回転自在に支持する為の支持部材である各トラニオン6aを、揺動フレーム57の両端部に、ラジアルニードル軸受58、58及びスラストニードル軸受59、59を介して揺動変位自在に支持している。そして、上記各揺動フレーム57の中間部を、入力側、出力側各ディスク4、5(図4参照)の中心軸に対し平行若しくはほぼ平行に設けた各支持軸60に、これら各支持軸60を中心とする揺動変位自在に支持している。上記入力側ディスク4と出力側ディスク5との間の変速比を変える場合には、アクチュエータ35(図7参照)を構成する図示しない油圧シリンダへの圧油の給排に基づき、上記揺動フレーム57を、上記支持軸60を中心に揺動変位させる。この結果、これら各揺動フレーム57に支持された上記各トラニオン6aが、上記各支持軸60を中心として円弧運動(スイベル運動)をする。
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 2, each
そして、この円弧運動に基づく上記各トラニオン6aの枢軸34、34の軸方向に関する変位により、これら各トラニオン6aに回転自在に支持した各パワーローラ7の周面と上記各ディスク4、5の側面との転がり接触部に作用する、接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って上記各トラニオン6aが、上記各揺動フレーム57に枢支された上記各枢軸34、34を中心として揺動し、上記各パワーローラ7の周面と上記各側面との当接位置が変化して、上記両ディスク4、5同士の間の回転速度比が変化する。尚、上記各トラニオン6aの動きは、何れかのトラニオン6aの外側面に設けたカム面61を介して圧油の給排を制御する為の制御弁37のスプール62(図7参照)に伝達する事で、この制御弁37にフィードバックする様にしている。この様な変速動作を行なう部分の構成に就いては、特許文献2等に記載される等により従来から知られているトロイダル型無段変速機の変速機構と基本的に同じである為、より詳しい説明は省略する。
Then, due to the displacement in the axial direction of the
又、本実施例の場合、上述の様に各パワーローラ7の傾転量を検出する為の傾転センサ56を、これら各パワーローラ7毎に設けている。この為に本実施例の場合には、上記揺動フレーム57の両端部に固定した1 対の端板63a、63bのうちの一方(図2の左方)の端板63aに、上記トラニオン6aの一端部(図2の左端部)に設けた枢軸34の端面に対向する状態で、上記傾転センサ56である回転検出センサを設けている。この回転検出センサは、上記枢軸34の端面のうちでこの枢軸34の中心軸から径方向外方に外れた位置に固設した被検出部材となるロータ(エンコーダ)64に、その検出部を当接乃至近接対向させている。そして、上記回転検出センサから出力される、上記ロータ64の変位量(回転角度)に応じて、上記枢軸34を中心とした上記各トラニオン6aの揺動量(回転量)を検出自在としている。本実施例の場合、この様な回転検出センサにより求められる上記トラニオン6aの揺動量を、上記パワーローラ7の傾転量としている。
In the case of the present embodiment, the tilt sensor 56 for detecting the tilt amount of each power roller 7 is provided for each power roller 7 as described above. Therefore, in this embodiment, the
この様な各パワーローラ7の傾転量を検出する為の傾転センサ56を設けた本実施例の場合、これら各傾転センサ56の検出信号に基づいて求められるそれぞれのパワーローラ7の傾転量から、これら各パワーローラ7の傾転量が適正か否かを判定する。この為に、本実施例の場合には、これら各傾転センサ56により求められる上記各パワーローラ7の傾転量を相互に比較する為の比較手段を備えている。この様な比較手段は、後述する制御器30等に組み込まれ、必要に応じて、上記各パワーローラ7の傾転量に異常があるか否かの判定を行なう。即ち、これら各パワーローラ7の傾転量同士の間に予め設定した閾値を超える差が存在する場合に、上記各パワーローラ7のうちの少なくとも何れかのパワーローラ7の傾転量が他のパワーローラ7の傾転量と不一致となり、当該パワーローラ7の周面と入力側、出力側各ディスク4、5の側面との転がり接触部(トラクション部)で過大な滑りが生じていると判定する。そして、この判定結果に基づいてこの過大な滑りに基づく過大な摩擦を低減する為の適切な処置、例えば、押圧装置27の押圧力の低減やアクチュエータ35による変速動作の停止等を必要に応じて行なえば、上記過大な滑りに基づく過大な摩擦を低減して、この過大な摩擦に基づく寿命の短縮を防止できる。
In the case of the present embodiment in which the tilt sensor 56 for detecting the tilt amount of each power roller 7 is provided, the tilt of each power roller 7 obtained based on the detection signal of each tilt sensor 56 is provided. From the amount of rolling, it is determined whether or not the amount of tilting of each power roller 7 is appropriate. For this reason, in the case of the present embodiment, a comparison means for comparing the tilt amounts of the respective power rollers 7 obtained by the respective tilt sensors 56 is provided. Such a comparison means is incorporated in a
又、上述の様な傾転センサ56を備えた本実施例の場合、上記制御器30は、上述の様な各パワーローラ7の傾転量の異常を判定する機能の他、次の様な機能も備える。
先ず、入力側回転センサ28により求められる上記入力側ディスク4の回転速度NID及び出力側回転センサ29により求められる上記出力側ディスク5の回転速度NODに基づいて、上記トロイダル型無段変速機1の変速比NOD/NIDを算出する機能{請求項5の(1)の機能}を備える。この機能は、前述した先発明で、トロイダル型無段変速機1の変速比を調節する際に行なう、このトロイダル型無段変速機1の変速比を算出する機能と同様である。
In the case of the present embodiment provided with the tilt sensor 56 as described above, the
First, based on the rotational speed N ID of the input side disk 4 obtained by the input
又、上記各傾転センサ56により求められる上記各パワーローラ7の傾転量(各パワーローラ7の平均傾転量)と、予め求めたこの傾転量と上記トロイダル型無段変速機1の変速比との関係とに基づいて、このトロイダル型無段変速機1の変速比を算出する機能{請求項5の(2)の機能}を備える。この様に変速比を算出する為に予め求める、上記傾転量と上記変速比との関係は、計算により、或は実際にトロイダル型無段変速機1を運転する事により求められる。即ち、このトロイダル型無段変速機1の最小減速状態から最大増速状態まで運転しつつ、上記各傾転センサ56により求められる上記各パワーローラ7の傾転量と、上記入力側、出力側各回転センサ28、29により求められる上記入力側、出力側各ディスク4、5の回転速度NID、NODに基づいて算出される上記トロイダル型無段変速機1の変速比NOD/NIDとを、例えば数式或はマップ等に互いに対応させて記憶させる事で、予め求めておく。この様にして求める上記傾転量と上記変速比NOD/NIDとの関係は、工場出荷の際に予め初期設定として上記制御器30等に記憶させておく他、イグニッションスイッチをONする都度、上記トロイダル型無段変速機1を最小減速状態から最大増速状態まで運転する事により再設定しても良い。
Further, the tilt amount of each power roller 7 (average tilt amount of each power roller 7) obtained by each tilt sensor 56, the tilt amount obtained in advance, and the toroidal type continuously variable transmission 1 A function {function (2) of claim 5} for calculating the speed ratio of the toroidal-type continuously
更に本実施例の場合は、上述の様な機能と共に、上記入力側、出力側各回転センサ28、29の検出信号に基づいて算出される上記変速比NOD/NIDと、上記各傾転センサ56の検出信号に基づいて算出される変速比とを比較し、これら各変速比同士の間に予め設定した閾値を超えるずれがある場合に、何れかの変速比が正常な値でないと判定する機能{請求項5の(3)の機能}を備える。そして、これと共に、何れかの変速比が正常な値でないと判定された場合に、正常な値の変速比に基づいてトロイダル型無段変速機の変速比の調節を行なう機能{請求項5の(4)の機能}を備える。これらの機能に就いて、図3のフローチャートを参照しつつ説明する。尚、本実施例は、入力側、出力側各回転センサ28、29に異常がない事を条件とし、上記各傾転センサ56の検出信号に基づいて算出される変速比が正常な値か否かの判定を行なう場合を説明する。但し、上記各傾転センサ56に異常がない事を条件に、上記入力側、出力側各回転センサ28、29の検出信号に基づいて算出する変速比が正常な値か否かの判定を行なう事もできる。
Further, in the case of the present embodiment, the transmission ratio N OD / N ID calculated on the basis of the detection signals of the input side and output
先ず、本実施例の場合、トロイダル型無段変速機1の変速動作の開始に先だって、上記入力側、出力側各回転センサ28、29に異常がない事を確認する。この為に、例えば、これら入力側、出力側各回転センサ28、29の検出する回転速度NID、NODが正常運転では生じ得ない様な急変動をしていない事や、アイドリング回転時にクラッチ装置31の接続を断つ如く、各部の回転速度(出力側では0)が推定できる様な、所定の条件の下で、上記各回転センサ28、29の検出する回転速度NID、NODが所定の値である事を、予め確認しておく。そして、ステップ1で、アクセルセンサ50(図1参照)により検出されるアクセル開度や図示しない車速センサ等から得られる車両の運転状況に応じて、必要とするトロイダル型無段変速機1の変速比(目標変速比)、即ち、調節すべき変速比となる目標値(所望値)を算出する。又、これと共に、この目標値を実現する為に必要な、各パワーローラ7の傾転量(傾転角)の目標値(目標傾転量)を算出する。尚、このパワーローラ7の傾転量の目標値は、前述の様にして予め求めた、この傾転量と上記トロイダル型無段変速機1の変速比との関係とに基づいて算出できる。
First, in the case of this embodiment, prior to the start of the shifting operation of the toroidal type continuously
次いで、ステップ2〜3で、上記トロイダル型無段変速機1の変速比を目標値に調節すべく、上記各傾転センサ56により上記各パワーローラ7の傾転量を求めつつ、制御弁装置36をフィードバック制御(PID制御)する。即ち、上記各傾転センサ56から実際の傾転量を求めつつ、この傾転量と目標値との差が所定の値よりも小さくなるまで(例えば1度未満となるまで)、アクチュエータ35によりトラニオン6(6a)を枢軸34、34の軸方向に変位させる。そして、ステップ3で、実際の傾転量と目標値との差が所定の値よりも小さくなったと判定したら、即ち、上記各傾転センサ56により求められる上記傾転量に基づいて、上記トロイダル型無段変速機1の変速比が目標値まで調節されたと判定したら、次のステップ4で、上記入力側回転センサ28及び出力側回転センサ29の検出信号から求められる入力側ディスク4の回転速度NID及び出力側ディスク5の回転速度NOD基づいて、実際のトロイダル型無段変速機の変速比NOD/NIDを求める。
Next, in
そして、続くステップ5で、この実際の変速比NOD/NIDと上記目標値とを比較し、これら変速比同士の間に予め設定した閾値を超えるずれがあるか否かを判定する。この場合に、上記実際の変速比NOD/NIDと目標値とが一致していれば、変速動作を終了する。これに対して、上記変速比同士の間に予め設定した閾値を超えるずれがある場合は、上記各傾転センサ56により算出される変速比が正常な値でない、即ち、これら各傾転センサ56に何らかの異常が発生したと判定し、ステップ6で、上記アクチュエータ35を制御する為の制御ユニットを構成するステッピングモータ44の出力部材を1ステップずつ移動させる。そして、この出力部材の移動を、上記実際の変速比NOD/NIDと目標値とが一致するまで行なう事により、トロイダル型無段変速機1の変速比を補正する。そして、これら実際の変速比NOD/NIDと目標値とが一致した状態で、変速動作を終了する。尚、この様に変速比の補正を行なった場合には、上記各パワーローラ7の傾転量とトロイダル型無段変速機1の変速比との関係を再学習し、更に記憶したり、その補正した変速比と上記ステッピングモータ44の出力部材の位置(ステッピングモータ44のステップ数)とを対応させて学習し、更に記憶させる。
Then, in the subsequent step 5, the actual gear ratio N OD / N ID is compared with the target value, and it is determined whether or not there is a deviation exceeding a preset threshold value between these gear ratios. In this case, if the actual speed ratio N OD / N ID matches the target value, the speed change operation is terminated. On the other hand, if there is a deviation exceeding a preset threshold value between the gear ratios, the gear ratios calculated by the tilt sensors 56 are not normal values. In step 6, the output member of the stepping
尚、上記傾転センサ56の異常を判定する為の上記閾値の値は、必要に応じて調節したり、或は複数の閾値を設定しておく等により、この傾転センサ56の異常が、検出信号にノイズが混入する等の検出誤差に基づくもの(上述の様な修正可能なもの)であるか、破損等の修理・交換等を要するもの(傾転センサ56の検出信号を使用できなもの)であるかの判定を行なう。そして、上記傾転センサ56の異常が、検出信号にノイズが混入する等の検出誤差に基づくものであれば、上述の様に変速比の補正を行なう。そして、この様な補正を行なった場合には、上記傾転量と上記変速比との関係を再学習したり、この変速比と上記ステッピングモータ44の出力部材の位置とを対応させて学習、記憶する等により、上記検出誤差を修正する作業を必要に応じて行なう。
It should be noted that the value of the threshold value for determining the abnormality of the tilt sensor 56 is adjusted as necessary, or a plurality of threshold values are set. The detection signal is based on a detection error such as noise mixed in (can be corrected as described above) or needs to be repaired / replaced due to breakage (the detection signal of the tilt sensor 56 cannot be used) It is judged whether it is a thing). If the abnormality of the tilt sensor 56 is based on a detection error such as noise in the detection signal, the gear ratio is corrected as described above. When such a correction is performed, the relationship between the tilt amount and the gear ratio is relearned, or the gear ratio is learned in correspondence with the position of the output member of the stepping
この様な修正作業を行なえば、上述の様な誤差を生じたまま上記ステッピングモータ44の出力部材の位置等を学習する事がなくなり、上記傾転センサ56の検出信号に基づく上記変速比制御を常に正確且つ安定して行なえる。又、上記傾転センサ56の異常が、破損等の修理・交換等を要するものであっても、上記入力側、出力側各回転センサ28、29により変速比制御を継続して行なえる。この場合に使用者等に修理を促す為の警報を発すれば、車両を修理工場まで自走できなくなる程の故障に至る事を未然に防止する事ができ、信頼性の向上を図れる。
If such correction work is performed, the position of the output member of the stepping
尚、上記各傾転センサ56により求められる上記パワーローラ7の最大傾転量(パワーローラ7の最大傾斜位置)と、上記ステッピングモータ44の出力部材の位置(ステッピングモータ44のステップ数)とを対応させて前記制御器30に記憶させておけば、上記ステッピングモータの脱調の有無を判定できる。
又、本実施例は、所謂ギヤード・ニュートラルと呼ばれる、入力軸を一方向に回転させたまま、出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転、逆転に切り換えられる無段変速装置に適用した場合に就いて説明した。但し、この様な構造に限定されず、所謂パワー・スプリットと呼ばれる、トロイダル型無段変速機と差動ユニットと組み合わせて成る無段変速装置に適用する事もできる。
The maximum tilt amount of the power roller 7 (the maximum tilt position of the power roller 7) obtained by each tilt sensor 56 and the position of the output member of the stepping motor 44 (the number of steps of the stepping motor 44) are obtained. If it is stored in the
Also, this embodiment is applied to a so-called geared neutral, continuously variable transmission that can switch the rotation state of the output shaft between forward rotation and reverse rotation with the input shaft rotated in one direction, with the stop state interposed therebetween. I explained the case. However, the present invention is not limited to such a structure, and can be applied to a continuously variable transmission that is a combination of a toroidal type continuously variable transmission and a differential unit, so-called power split.
1 トロイダル型無段変速機
2 遊星歯車変速機
3 入力軸
4 入力側ディスク
5 出力側ディスク
6 トラニオン
7 パワーローラ
8 キャリア
9 第一の遊星歯車
10 第二の遊星歯車
11a、11b 遊星歯車素子
12a、12b 遊星歯車素子
13 中空回転軸
14 伝達軸
15 第一の太陽歯車
16 第二の太陽歯車
17 リング歯車
18 第三の太陽歯車
19 第二のキャリア
20a、20b 遊星歯車素子
21 第二のリング歯車
22 低速用クラッチ
23 高速用クラッチ
24 出力軸
25 エンジン
26 ダンパ
27 押圧装置
28 入力側回転センサ
29 出力側回転センサ
30 制御器
31 クラッチ装置
32 出力軸回転センサ
33 オイルポンプ
34 枢軸
35 アクチュエータ
36 制御弁装置
37 制御弁
38 差圧シリンダ
39a、39b 補正用制御弁
40 高速用切換弁
41 低速用切換弁
42a、42b 油圧室
43 油圧センサ
44 ステッピングモータ
45 ライン圧制御用電磁開閉弁
46 電磁弁
47 シフト用電磁弁
48 油温センサ
49 ポジションスイッチ
50 アクセルセンサ
51 ブレーキスイッチ
52 手動油圧切換弁
53 エンジンコントローラ
54 油溜
55a、55b 調圧弁
56 傾転センサ
57 揺動フレーム
58 ラジアルニードル軸受
59 スラストニードル軸受
60 支持軸
61 カム面
62 スプール
63a、63b 端板
64 ロータ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
このトロイダル型無段変速機は、上記差動ユニットの第一の入力部と共に上記入力軸により回転駆動される入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に、且つ、この入力側ディスクに対する相対回転を自在として支持され、上記差動ユニットの第二の入力部に接続された出力側ディスクと、これら両ディスク同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラを回転自在に支持した複数個の支持部材と、これら各支持部材を変位させて上記入力側ディスクと上記出力側ディスクとの間の変速比を変えるアクチュエータと、上記入力側ディスクの回転速度を検出する為の入力側回転センサと、上記出力側ディスクの回転速度を検出する為の出力側回転センサと、上記各パワーローラの傾転量を検出する為の傾転センサとを備えたものであり、
上記差動ユニットは、上記第一、第二の入力部同士の間の速度差に応じた回転を取り出して上記出力軸に伝達するものであり、
上記制御器は、次の(1)〜(4)の機能を有するものである無段変速装置。
(1)上記入力側回転センサにより求められる上記入力側ディスクの回転速度と、上記出力側回転センサにより求められる上記出力側ディスクの回転速度とに基づいて、上記トロイダル型無段変速機の変速比を算出する機能。
(2)上記各傾転センサにより求められる上記各パワーローラの傾転量と、予め求めたこの傾転量と上記トロイダル型無段変速機の変速比との関係とに基づいて、このトロイダル型無段変速機の変速比を算出する機能。
(3)上記(1)の機能により算出される変速比と上記(2)の機能により算出される変速比とを比較し、これら各変速比同士の間に予め設定した閾値を超えるずれがある場合に、上記(1)の機能と(2)の機能とのうちの何れかの機能により算出される変速比が正常な値でないと判定する機能。
(4)上記(3)の機能により何れかの変速比が正常な値でないと判定された場合に、正常な値の変速比に基づいてトロイダル型無段変速機の変速比の調節を行なう機能。 An input shaft, an output shaft, a toroidal continuously variable transmission, a gear-type differential unit formed by combining a plurality of gears, and a controller for controlling a change in the gear ratio of the toroidal continuously variable transmission And
The toroidal continuously variable transmission includes an input side disk that is rotationally driven by the input shaft together with the first input portion of the differential unit, a concentric with the input side disk, and a relative rotation with respect to the input side disk. And an output side disk connected to the second input portion of the differential unit, a plurality of power rollers sandwiched between these disks, and each of these power rollers can be rotated freely. A plurality of supporting members supported, an actuator for displacing each of the supporting members to change a gear ratio between the input side disk and the output side disk, and an input for detecting the rotational speed of the input side disk A side rotation sensor, an output side rotation sensor for detecting the rotation speed of the output side disk, and a tilt sensor for detecting the tilt amount of each power roller; It is those with,
The differential unit takes out rotation according to the speed difference between the first and second input units and transmits the rotation to the output shaft.
The controller is a continuously variable transmission having the following functions (1) to (4).
(1) The transmission ratio of the toroidal continuously variable transmission based on the rotational speed of the input-side disk determined by the input-side rotation sensor and the rotational speed of the output-side disk determined by the output-side rotation sensor. The function to calculate
(2) Based on the tilt amount of each power roller determined by each tilt sensor and the relationship between the tilt amount determined in advance and the gear ratio of the toroidal continuously variable transmission, the toroidal type A function that calculates the gear ratio of a continuously variable transmission.
(3) The gear ratio calculated by the function (1) is compared with the gear ratio calculated by the function (2), and there is a deviation exceeding a preset threshold value between the gear ratios. In this case, a function for determining that the gear ratio calculated by any one of the functions (1) and (2) is not a normal value.
(4) A function for adjusting the gear ratio of the toroidal continuously variable transmission based on the gear ratio having a normal value when it is determined by the function (3) that the gear ratio is not a normal value. .
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