JP2006516319A - 連続可変トランスミッション - Google Patents

Abstract

連続可変トランスミッションが開示され、このトランスミッションは、トランスミッション入力及びトランスミッション出力を有し、低体制又は高体制のいずれかにおいて、変動器（Ｖ）が歯車装置（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｍ）によりこれら入力及び出力間を合できる。変動器比と全体の伝動比との間の関係は２つの体制で異なる。歯車装置に組み込まれた第１及び第２のクラッチ手段（Ｌ、Ｈ）の双方は低体制及び高体制をそれぞれ係合及び係合解除するために液圧的に作動される。歯車装置は同期比を提供し、この比においては、低体制及び高体制間の変更は、一定の比で、全体の伝動比の変化を提供しない。このトランスミッションは第１及び第２のクラッチ手段への液圧圧力の適用を制御するシフト弁（１１０）を組み込んだ液圧手段を具備する。シフト弁（１１０）の状態の変化は一方のクラッチ手段を係合状態から係合解除状態へ変化させ、他方のクラッチ手段に逆の移行を生じさせる。このようにして、トランスミッションの体制変更が液圧的に制御される。

Description

本発明は、２又はそれ以上の「体制（regimes）」で作動できる形式の連続可変比トランスミッションに関し、特に一方の体制から他方の体制への移行の制御に関する。

連続可変トランスミッション、例えば自動車用のものは、無段階範囲の伝動比（transmission ratios）を提供できるあるユニットを必要とする。このようなユニットはここでは「変動器（variator）」として参照する。本発明は、特にこのような変動器がトルクで制御されるようないわゆるトロイダルレース（toroidal race）転がり牽引形式の変動器と一緒に使用するのに特に適する。しかし、本発明は他の形式の変動器に関連する応用を有する。

転がり牽引形式の変動器の例が極めて概略的に図１に示される。この図は「全トロイダル」形式の変動器１０を示す。ここでは、２つの入力ディスク１２、１４が駆動シャフト１６に装着されてそれと一緒に回転し、中央の出力ディスク２６上に形成された対応するトロイダル表面２２、２４の方に面するそれぞれの部分トロイダル表面１８、２０を有し、従って、２つのトロイダル空洞がディスクにより画成される。出力ディスクは、シャフト１６とは独立に回転できるようにジャーナル支持される。シャフト１６及び入力ディスク１２、１４を介してのエンジン又は他の原動機入力からの駆動力は、トロイダル空洞内に位置する一組のローラを介して、出力ディスク２６に伝達される。単一の代表的なローラ２８を示すが、典型的には、３つのこのようなローラを各空洞内に設ける。液圧端荷重構造体１５により入力ディスク１２、１４を横切って適用される端荷重がローラとディスクとの間に圧力を提供し、駆動力の伝達を可能にする。

駆動力は、出力ディスクから,例えば英国特許第８４２９８２３号明細書に記載された当業界で周知のようなトランスミッションの別の部品特に遊星ミキサー（epicyclic mixer）へ取り出される。、英国特許出願第８４２９８２３号明細書の内容は参照のためにここに組み込まれる。各ローラは、それ自体液圧アクチュエータ３２に結合されたそれぞれのキャリッジ３０内でジャーナル支持され、それによって、調整可能な並進力をローラ／キャリッジ組合せ体に適用できる。並進運動できると共に、ローラ／キャリッジ組合せ体は、ローラの「傾斜角度」を変更するために及びローラとディスクとの間の接触部を移動させるためにアクチュエータ３２のピストン３１の軸線のまわりに回転することができ、それによって、当業者にとって周知のように、変動器の伝動比の変更を許容する。
英国特許第８４２９８２３号明細書

図示の変動器は当業界で「トルク制御」として知られる形式のものである。液圧アクチュエータ３２はローラ／キャリッジ上に制御された力を加え、平衡のためには、この力はディスク表面１８、２０、２２、２４とローラ２８との間で伝達されるトルクから由来するローラ上の反力によりバランスされねばならない。当業界で周知のように、ローラの中心は関連する対のディスクにより画定される円環体の中心円を追従するように拘束される。アクチュエータ３２の位置により決定されるピストン３１の軸線はこの中心円の面に対して傾斜する。この角度は「キャスター角度」として参照する。この構成の周知の結果は、使用において、各ローラが自動的に移動し、アクチュエータ３２からの偏倚力により決定される反力トルクを伝達するのに必要な位置及び傾斜角度へ歳差運動（ピストンの軸線のまわりで回転）することである。反力トルクは変動器に対して入出力するトルクの合計である。偏倚力は液圧回路により調整され、この回路を通して、流体が液圧ライン３６、３８を介してそれぞれ調整可能な圧力で液圧アクチュエータ３２のピストン３４の両側に供給される。

変動器は典型的にはそれ自体自動車及び他の応用にとって十分な範囲の比を提供しない。このため、完全なトランスミッションは典型的には変動器自体のみならず、ここでは「高」及び「低」体制として参照する少なくとも２つの異なる体制を履行するための歯車装置をも有する。多体制連続可変トランスミッションは当業界で極めてよく知られている。ここでは、原理の簡単な説明のみを行う。一層詳細な参照としては、例えば米国特許第４４６４９５２号明細書及び対応するヨーロッパ特許ＥＰ４３１８４がある。本発明はまた３又はそれ以上の体制を提供するトランスミッションに適用でき、本出願人による米国特許第５５６４９９８号明細書及びそれに対応するヨーロッパ特許ＥＰ６７９２３５はこのような構成の例を示す。これらの文献の内容は参照のためここに組み込む。
米国特許第４４６４９５２号明細書 ＥＰ４３１８４ 米国特許第５５６４９９８号明細書 ＥＰ６７９２３５

低体制（low regime）においては、変動器から利用できる比の範囲は全体としてトランスミッションからの比の小さな範囲上に作図される。事実、総計遊星シャントの使用により、低体制が前転及び逆転歯車の双方を有すると共に、トランスミッションの減速が無限になるような「歯車中立」をも有し、その出力が続いてその入力の回転に拘わらず静止となるように構成することは周知である。高体制（high regime）においては、変動器の比は伝動比の一層大きな範囲上に作図される。１つの体制から別の体制への円滑な移行を提供するために、歯車装置は、ある変動器比において、高体制又は低体制が選択されると否とに拘わらず、トランスミッションにより提供される比が全体として同じになるように、選択される。これは「同期比」として参照され、変動器がこの比で作動している場合にのみ体制の変更が生じることを保証することにより、体制変更時のいかなるショックも最小化される。

その比の範囲の一方の極限（最高逆転歯車）から他方の極限（最高前転歯車）へトランスミッションを全体として運ぶためには、最初に、その範囲の一方の極限から他方の極限へ変動器を運び、次いで、体制を変更し、次いで、その範囲を通して変動器を戻すように運ぶ。従って、１つの体制（典型的には低体制）においては、変動器比の減少は全体としてのトランスミッションからの比を増大させる。他方の体制（典型的には高体制）においては、変動器比の増大は伝動比を増大させるために必要である。従って、体制の変更においては、各アクチュエータ３２の作用方向を逆転させねばならない。

上述の形式のトルクで制御される変動器を使用するトランスミッションにおいては、トルクの連続性を維持するために、体制変更時に変動器制御圧力の大きさを変更する必要がある。（変動器のピストン３４を横切る与えられた圧力差に対応する）変動器の与えられた反力トルクは（変動器出力とトランスミッション出力との間で低い歯車比即ち伝達比を有効に提供する）低体制において、トランスミッション出力で、（変動器出力とトランスミッション出力との間の有効比が一層高いような）高体制よりも一層大きなトルクを生じさせる。変動器のピストンに適用される圧力差の大きさはこの効果を考慮し、体制変更時の出力トルクの可能性のある知覚できる変化を回避するように調整する必要がある。

総計遊星ミキサーを使用する形式のトランスミッションにおいては、高体制及び低体制は典型的にはクラッチにより選択される。体制変更を管理する既知の方法は次の工程を含む（そして、低体制から高体制への変更が考えられるであろう。高体制から低体制への変更は本質的に逆工程であるが）：
i． 低体制クラッチの係合により低体制が最初に選択される。比が増大すると、制御電
子機器は、変動器が同期比に近づく時を検出し、適当な時点で、高体制クラッチを係合させる。この状態において、高体制及び低体制クラッチの係合により、遊星ミキサーの入力及び出力が一緒に係止され、その結果、全体のトランスミッションの比が同期比で固定される。実際、これは、ここでは「固定同期比」として参照する第３の作動体制を提供する。
ii． トランスミッションが固定同期比にある間、ライン３６、３８内の圧力を制御する
第１及び第２の制御弁は次の体制（高）に適するピストン３４での圧力差を提供するように調整される。上述のように、圧力差の方向は逆方向であり、その大きさが調整される。これらの調整は、比が固定されているため、トランスミッションのトルクに即座の効果を与えない。
iii． 高体制への変更を行うために低体制クラッチが係合解除される。
方法はソフトウエア制御され、ある例においては１／２秒ほどの長さの適当な時間を要する。実際、上述した本出願人に係る米国特許第４４６４９５２号明細書は、エンジン速度が選択されたマージンによる最適な作動のために必要なものとは異なるまで、新たな体制に入るのに必要なクラッチの係合解除を遅らせて、トランスミッションが固定同期比に保持されている間、体制変更方法に休止を計画的に導入できることを教示している。

２つのクラッチ及び変動器制御圧力はすべて電気的に作動する弁により制御され、体制変更時の変化は電気的に管理される。上述の３つの工程は体制変更を管理する有効な方法を提供し、円滑な移行を提供することができる。それでもなお、これに関して改善を加えることが望ましい。

本発明者は幾つかの関連事項を特定した：
ａ．固定同期比に入る際のエンジン加速度。伝動比が対応的に低下する間にエンジンを急激に加速する必要がしばしばある。これは、運転手がパワーの急激な増大を指令した際の「キックダウン」時に従来の自動歯車箱及びエンジンにより行われる。２体制式の連続可変トランスミッションにおいては、これは頼りない体制変更を招く。エンジンが加速され、伝動比が低下している間、エンジンのトルクは部分的に被駆動車輪に伝わり、部分的に（エンジンの及びトランスミッションのある部品の）慣性に打ち勝つために使われる。固定同期比に入る際、即ち伝動比が係止されるときに、エンジン加速度率は低下しなければならず、そのように少なくなったエンジントルクが慣性に打ち勝つために使われ、その結果、車輪のトルクが増大する。同期比を脱却させることにより、車輪のトルクが続いて低下する。運転手はこのようなトルク変化を知覚できる。

ｂ．固定同期比の時間。（固定同期比とは異なる）通常の作動中、制御ソフトウエアは典型的には指令された一定のパワーに対してほぼ一定のエンジン速度を提供する。固定同期比にある間、エンジン速度は車速に比例して上昇及び下降しなければならない。車両の加速中に体制変更が生じた場合、エンジン速度は固定同期比にある間に（この状態では、比が固定され、従って、車輪速度がエンジン速度に比例するので）増大しなければならず、固定同期比を脱却させた後、エンジンを最適な速度へ戻す必要があり、運転手がもしかすると知覚できるエンジン又はトランスミッションの設定の修正を必要とする。

ｃ．同期比を脱却する圧力誤差。変動器の制御入力（例えば上述の圧力差）が固定同期比を脱却する際に精確に設定されなかった場合、トルクの不連続性が生じる。これは、固定同期比にある間にエンジントルクに大いに依存する車輪トルクがこの状態からの脱却時に変動器の制御入力に再度大いに依存するためである。

実際、あるトルク不連続性は「駆動ライン終結」として参照するものにより調節することができる。車両の駆動ラインはあるコンプライアンス即ち従順性を有し、少しの衝撃を吸収できるが、これらが十分に短い場合のみである。

本発明の目的は連続可変比トランスミッションにおける改善された体制変更を提供することである。

本発明の第１の態様によれば、連続可変トランスミッションが提供され、このトランスミッションは、トランスミッション入力と、トランスミッション出力と、連続可変変動器比を提供する連続可変トランスミッションユニット（「変動器」）と、低体制及び高体制のいずれかにおいてトランスミッション入力とトランスミッション出力との間で変動器を結合するように構成され配置された歯車装置とを有し、トランスミッション出力は変動器比に関連する伝動比でトランスミッション入力から駆動できるようになっており、変動器比と伝動比との間の関係は２つの体制において異なり、歯車装置は低体制を係合及び係合解除するための第１の液圧作動するクラッチ手段と、高体制を係合及び係合解除するための第２の液圧作動するクラッチ手段とを組み込んでおり、かつ、一定の変動器比での低体制と高体制との間の変更が伝動比に変化を生じさせないような同期比を提供するようになっており、トランスミッションは第１及び第２のクラッチ手段への液圧圧力の適用を制御するシフト弁を組み込んだ液圧手段を具備しており、それによって、シフト弁の状態の変化がクラッチ手段の一方を係合状態から係合解除状態へ変化させ、他方のクラッチ手段を係合解除状態から係合状態へ変化させ、もって、トランスミッションを一方の体制から他方の体制へ変更する。

従って、本発明に係るトランスミッションにおいては、一方のクラッチ手段の係合及び他方のクラッチ手段の係合解除の相対タイミングはソフトウエアにより制御されるのではなく、液圧手段により制御され、迅速な体制変更を行うことができる。実際、一方のクラッチ手段の係合及び他方のクラッチ手段の係合解除は同時に生じることができる。

好ましくは、シフト弁は２状態式の弁であり、この弁は、トランスミッションに対して、一方の状態にあるときには低体制を採用させ、他方の状態にあるときには高体制を採用させる。ある実施の形態においては、クラッチ手段はそのようなクラッチではなくブレーキの形をとることができる。例えば遊星ミキサーの選択された部分を制動することにより、一方又は他方の体制を係合させることができる。

シフト弁が第１及び第２のクラッチ手段を直接制御する必要はない。好ましい実施の形態においては、シフト弁はクラッチ制御弁に液圧制御圧力を適用する電気制御される弁であり、クラッチ制御弁は第１及び第２のクラッチ手段への液圧圧力の適用を制御する。好ましくは、クラッチ制御弁は２つの状態を有し、一方の状態においては、クラッチ制御弁は第１のクラッチ手段を高圧力に接続し、第２のクラッチ手段を圧力解除し、他方の状態においては、クラッチ制御弁は第２のクラッチ手段を高圧力に接続し、第１のクラッチ手段を圧力解除する。

本発明の特に好ましい実施の形態においては、変動器はトルクで制御される形式のものであり、変動器の反力トルクを決定する力を備えた少なくとも１つの液圧アクチュエータを有し、シフト弁は、シフト弁の状態の変化がアクチュエータの作用方向を逆転させそして変動器の反力トルクを逆転させるように、アクチュエータへの液圧圧力の適用を制御する。（i）クラッチ手段の状態の変化及び（ii）体制の変更時に必要とされる変動器の反
力トルクの逆転の双方を開始させるために単一の弁を使用することにより、これらの事象のタイミングをほぼ同期化することができる。

好ましくは、シフト弁の状態の変化はまたアクチュエータの力の大きさの変化を生じさせる。このようにして、体制変更中に車輪トルクを維持するのに必要な反力トルクの大きさの変化はまた、ソフトウエアではなく液圧手段により管理することができる。この形式の特に好ましい構成では、第１及び第２の調整可能な変動器制御圧力を提供する手段と、第１の変動器制御圧力を液圧アクチュエータの第１の側に適用するような第１の状態及び第２の変動器制御圧力を液圧アクチュエータの第２の側に適用するような第２の状態を備えた切換え弁とが設けられ、それによって、切換え弁の状態の変化がアクチュエータの力の大きさ及び方向の変化を生じさせる。切換え弁は好ましくはシフト弁とは別個に形成され、シフト弁からの液圧出力が切換え弁の状態を制御する。

好ましくは、制御圧力は第２の変動器制御圧力を形成する出力圧力を備えた減圧弁に供給される。減圧弁は第１及び第２の制御圧力間で実質上一定の比を維持する役目を果たすことができる。車両の車輪での制動を提供するためにエンジンが使用される場合にオーバーラン状態を提供するためには、体制を変更することなく変動器の反力トルクの方向を逆転させるのが望ましい。すなわち、好ましい実施の形態においては、クロスオーバ弁を設け、このクロスオーバ弁は、クロスオーバ弁の状態の変化が体制を変更することなく液圧アクチュエータの作用方向を逆転するように、切換え弁と液圧アクチュエータとの間で接続される。好ましくは、クロスオーバ弁はシフト弁とは独立に電気的に制御される。

本発明の第２の態様によれば、連続可変トランスミッションが提供され、このトランスミッションは、トランスミッション入力と、トランスミッション出力と、連続可変変動器比を提供する連続可変ユニット（「変動器」）と、低体制及び高体制のいずれかにおいてトランスミッション入力とトランスミッション出力との間で変動器を結合するように構成され配置された歯車装置とを有し、それによって、トランスミッション出力は変動器比に関連する伝動比でトランスミッション入力から駆動できるようになっており、伝動比と変動器比との間の関係は２つの体制において異なり、歯車装置は低体制を及び高体制の双方を係合及び係合解除するための手段を組み込んでおり、かつ、一定の変動器比での低体制と高体制との間の変更が伝動比に変化を生じさせないような同期比を提供するようになっており、トランスミッションは更に、次の体制の係合及び現在の体制の係合解除を同時に生じさせることにより体制の変更を行うようになった制御手段を有する。

ここで、添付図面を参照して、本発明の特定の実施の形態を説明する。説明すべき特定の実施の形態は液圧制御を伴う全トロイダル転がり牽引形式の変動器と一緒に使用するものであるが、本発明は他の形式の変動器と一緒に使用するのに適すると思われる。実施の形態は自動車のトランスミッションであるが、本発明は他の目的のトランスミッションに適用できる。

図２は、本発明を適用できるトランスミッションを極めて概略的な形で示し、この場合、エンジン又は他の原動機Ｅはトランスミッション入力Ｉ、入力歯車セットＲ₁及び低体制クラッチＬを介して遊星シャント又はミキサーＭの遊星キャリヤ部分ＣＰに接続でき、また、変動器Ｖの１側に接続され、変動器の他側は中間歯車装置Ｒ₂を介してミキサーＭのサン部分ＳＰを駆動する（か、または、ある作動状態では、サン部分により駆動される）。駆動は最終駆動歯車セットＲ₃及び高体制クラッチＨを介して変動器Ｖの出力側に接続できるシャフトＳを介して出力され、シャフトＳはまた歯車セットＲ₃を介してミキサーＭの環状歯車ＡＧに接続される。

作動において、高体制クラッチＨを係合させずに低体制クラッチＬを係合させると、（クラッチＬを介しての）キャリヤ部分ＣＰ及びサン部分ＳＰの双方が駆動され、両者の速度に依存した速度を環状歯車ＡＧにおいて生じさせる。環状歯車は歯車装置Ｒ₃を介して出力シャフトＳを駆動する。これは低体制である。高体制においては、高体制クラッチＨのみの係合により、駆動が変動器及び歯車装置Ｒ₂、Ｒ₃を介してエンジンから出力シャフトへ取り出される。それ故、高体制においては、遊星ミキサーＭは実質上惰性運動し、その遊星キャリヤ部分ＣＰは自由に回転し、伝動比に影響を実質上与えない。

固定同期比においては、両方のクラッチが係合し、サン及び環状歯車ＳＰ、ＡＧは一緒に係止される。遊星キャリヤ部分ＣＰは歯車装置Ｒ₁を介してエンジンから駆動され、その結果、伝動比は同期比で固定される。この状態で、変動器は対応する所定の比となる。この構成はそれ自体当業者にとって既知である。その実践的な履行は種々の文献により教示されており、ここでは説明しない。上述の米国特許第５５６４９９８号明細書は１つの適当な歯車構成を示す。更に、２つの（又はそれ以上の）異なる体制を提供する能力を維持しながら、クラッチ及び歯車装置の他の構成が可能である。

ここで図３に戻ると、体制の変更を制御し、制御信号を変動器へ供給する液圧回路が示してある。高体制及び低体制クラッチは再度Ｈ及びＬで示す。ここでは、体制変更の方法は、この例ではポンプ１１５から供給されるアキュムレータ１１２を利用する源から高圧（５０バールが適している）で液圧流体の供給を受けるソレノイドシフト弁１１０により開始される。シフト弁１１０は２つの出力ポートを有する。その２つの異なる状態において、シフト弁１１０はパイロット制御二位置弁として形成されたクラッチ制御弁１１４の対向する液圧制御入力１１１、１１３へそれぞれ高圧流体を適用する。クラッチ制御弁１１４の一方の入力ポートは以下に一層詳細に説明する機能を有するクラッチ安全弁１１６からクラッチ適用圧力を受け取る。クラッチ制御弁の他方の入力ポートはサンプ１１８により概略的に示す低圧に接続される。クラッチ制御弁１１４の２つの出力ポートは２つの体制制御クラッチＨ、Ｌにそれぞれ通じる。

（図示の）初期の状態においては、ソレノイドシフト弁１１０はクラッチ制御弁１１４の第１の側１１３に圧力を適用し、それにより、その弁を第１の位置につかせ、この第１の位置においては、この弁はクラッチ安全弁１１６を低体制クラッチＬに接続してこれを係合させ、一方、高体制クラッチＨはドレン即ち排出部に接続されて係合解除される。それ故、トランスミッションは低体制となる。シフト弁１１０のソレノイドを介して作用するトランスミッションの電子制御ユニット（ＥＣＵ）により指図されたシフト弁１１０の状態の変化はクラッチ制御弁１１４へのパイロット信号を逆転させ、この弁を第２の状態にし、この状態においては、低体制クラッチＬはサンプに接続され、クラッチ適用圧力は代わりに高体制クラッチＨに供給される。これにより、高体制が係合する。これまたＥＣＵにより指図されたその初期の状態へ戻るシフト弁１１０の引き続きの切換えは、クラッチ制御弁へのパイロット信号をこれまた逆転させ、高体制クラッチをサンプに接続させ、クラッチ適用圧力を低体制クラッチに供給し、それにより、低体制が回復する。それ故、本発明はＥＣＵにより開始されるが液圧回路により制御される方法において高体制から低体制への迅速な変更を提供する。

ＥＣＵは、図３に箱で示すが、種々の弁のソレノイドへのその接続は図を明瞭にするために図示省略する。クラッチ安全弁１１６は作動状態のクラッチ内で所望のトルク容量を提供するように制御されるクラッチ適用圧力を提供する。このトルク容量はトランスミッションのトルクの所望の伝達レベルを伝達する（即ち、通常の作動中のクラッチのスリップを回避する）のに十分大きいが、例えば極めて急激な制動により生じることのあるようなトルクスパイクの発生時にクラッチがスリップするのを許容するのに十分なほど小さくすべきであり、それによって、そのような事態において過剰なトルクから変動器を保護する。クラッチ安全弁１１６はアキュムレータ１１２から供給される圧力を減少させる弁である。

同様の回路はクラッチ安全弁１１６をなしで済ませることができ、単に、アキュムレータ１１２からの高圧を作動状態のクラッチに適用するために設けることができるが、それによって、クラッチの保護「安全」機能が失われる。上述の説明から、図示の実施の形態においては、シフト弁１１０は体制変更時に必要なクラッチＨ、Ｌの状態の変化を同時に開始させる役目を果たすことを理解されたい。しかし、同じ弁１１０はまた体制変更時に必要な変動器を制御する液圧回路（ここでは「反応回路」として参照する）において圧力変化を開始させる役目も果たす。
一組のピストン１２０は、図３に概略的に示され、図１のピストン３１に対応する。各ピストンは変動器Ｖの（図１のローラ２８と同様に形成されるが、図を明瞭にするために図３では図示省略した）対応するローラ上に作用する。図３は図を明瞭にするためにたった３つのピストン１２０を示すが、典型的な二重空洞式の変動器は６個のこのようなピストンを有する。液圧流体は図１のライン３６、３８に対応する制御ライン１２２、１２４を介してピストンの両面に適用される。

ピストン１２０へ適用するための調整可能な変動器制御圧力を提供する必要があり、これは変動器への主要な制御信号である。図示の実施の形態は源１１２からの高圧流体を供給される（減圧弁として形成された）変動器制御弁１２６により普通ではない方法で変動器制御圧力を提供する。変動器制御弁１２６は（１）ＥＣＵにより制御されるソレノイド１２８及び（２）変動器制御弁１２６とピストン１２０との間の回路内の地点に接続されるパイロットライン１３０から対向する制御入力を受け取り、それにより、変動器制御圧力を表すフィードバック信号を提供する。これらの２つの信号の比較に応じて、変動器制御弁１２６は出力ライン１３２を高圧源１１２又は図示の実施の形態ではサンプ１１８により形成された圧力溜めに接続する。このようにして、弁１２６は、その出力において、ＥＣＵにより決定される制御可能な圧力を提供する。

減圧弁１３４は、出力ライン１３２から変動器制御圧力を受け取り、その出力１３６ａにおいて、減少した制御圧力を提供する。図示の実施の形態においては、弁１３４は次の条件を満たす：
減少した制御圧力＝変動器制御圧力×Ｋ
ここに、Ｋは１よりも小さい定数である。この機能を遂行できる弁は液圧分野の当業者に知られている。図示の例では、出力１３６は、減少した制御圧力及び変動器制御圧力に対応するパイロット信号の比較に応じて、変動器制御圧力又はサンプ１１８に接続し、この比較は定数Ｋの所要の値を提供するために（例えばパイロット信号を弁スプールの異なる面積の面上に作用させることにより）重み付けされる。

切換え弁１３８は、変動器制御圧力及び減少した制御圧力の双方を受け取り、これらを適当にピストン１２０へ導く。低体制に対応する切換え弁１３８の図示の状態においては、各ピストン１２０の第１の側１４２は切換え弁１３８により減圧弁１３４からの減少した制御圧力に接続される。各ピストンの第２の側１４０は、図示の実施の形態ではリザーバ１４４により提供される低圧に接続される。

しかし、切換え弁１３８は第２の状態を有し、この第２の状態においては、変動器制御弁１２６からの全変動器制御圧力はピストン１２０の第２の側１４０に接続され、一方、ピストンの第１の側１４２は低圧リザーバ１４４に接続される。切換え弁１３８の状態は、後に説明する機能を有するクロスオーバ弁１５０を介してソレノイドシフト弁１１０のそれぞれの出力に通じるパイロットライン１４６、１４８を介して取り出される対向するパイロット圧力信号により制御される。

反応回路の作動を理解するため、エンジンが加速し、伝動比が低下するときに生じることを考える。最初、回路は図示の状態及び低体制にある。先に指摘したように、低体制は高体制よりも一層低い制御圧力をピストン１２０上で必要とし、これは、そこを通して圧力をピストン１２０の第１の側１４２に適用させる減圧弁１３４により提供される。同期比がＥＣＵ変化を達成したとき、ソレノイドシフト弁１１０の状態及びそれに続いてライン１４６、１４８を通るパイロット信号が逆転し、切換え弁１３８の状態を変化させ、それにより、全変動器制御信号をピストン１２０の第２の側１４０に適用する。このようにして、主要な変動器入力の方向の必要な変化及び大きさの必要な変化が自動的にかつ同時に提供される。２つの異なるレベルでの圧力（全変動器制御圧力及び減少した制御圧力）が連続的に利用できるので、変化は極めて迅速に行うことができる。

また、体制変更に必要なクラッチ状態の変化及び変動器入力の変化はソレノイドシフト弁１１０により同時に開始されることに留意されたい。その結果、これらの事象の相対タイミングは、液圧手段の適当なフォーメーションにより、精確に制御することができ、これは、円滑な体制変更を達成するのに重要である。クラッチ状態の変化及び反応回路圧力の変化は有限の時間を持ち、体制変更工程中にこれらを異なる時点で開始させるのが好ましいが、変化は迅速にでき、実質的に単一段階の工程として生じる。事実、これらの変化はすべて典型的には同時に生じる。

クロスオーバ弁１５０は、トランスミッションの体制を変更させることなく、ピストン１２０に適用される圧力を逆転させることができる。これは、エンジンからのパワーがトランスミッションを通って車輪へ流れるような「駆動」状態及びパワーが車輪からエンジンへ戻るような（即ちエンジンブレーキを提供するような）「オーバーラン」状態からトランスミッションを変更するのに必要である。クロスオーバ弁は弁ソレノイドを介してＥＣＵにより制御され、ライン１４６、１４８内のパイロット信号を交換し、それによって、クラッチＨ、Ｌの状態を変化させることなく、切換え弁１３８の状態を変化させ（従がって、ピストン１２０の作用方向を逆転させる）役目を果たす。

図４乃至７は液圧回路の変形例を示す。各例において、ある素子は図３に示す回路に共通であり、これらは図面を通して同じ符合で示す。しかし、図面を明瞭にするため、クラッチＨ、Ｌ及び弁１１４、１１６は図４乃至７において図示省略する。図４において、図３の減圧弁１３４の代わりに第２の変動器制御弁４００を用い、この弁はアキュムレータ１１２から高圧流体を受け取り、ソレノイド４０２を介してＥＣＵにより制御される出力圧力を送給する。この出力圧力は切換え弁１３８に導かれる。

第２の変動器制御弁４００は第１の変動器制御弁と同じに形成することができ、この場合、ＥＣＵは２つの弁を制御して、高体制及び低体制に必要な異なる圧力を提供する。代わりに、第２の変動器制御弁４００は第１のものとは異なって構成することができ、ＥＣＵは同じ信号を２つのソレノイド１２８、４０２へ送り、それに応答して、２つの弁は高体制及び低体制に必要な圧力にそれぞれ対応する異なる圧力を生じさせる。

図５は単一の変動器制御弁５００を使用する、構造的に一層簡単な反応回路を示し、この弁は、この実施の形態では（図３のような液圧手段によってではなく）ＥＣＵにより制御されるクロスオーバ弁５０２を介してアクチュエータ１２０のいずれかの側に選択的に接続できる。アクチュエータの他方の側は、クロスオーバ弁により、この例ではリザーバ５０４として形成される低圧源に接続される。図５の反応回路はＥＣＵによって制御される。それ故、クラッチ状態の変化に対する反応回路の変化の整合性はこの回路においてソフトウエアにより提供しなければならない。ＥＣＵはこれらの事象の相対タイミングの能動制御を提供することができる。体制変更時に必要な圧力の変化はまたソフトウエアで制御しなければならず、弁５００の調整は体制変更中に実行される。

図６の回路は、切換え弁１３８、１５０をなしで済ませる。ここでは、第１の変動器制御弁１２６はライン１２２を介してアクチュエータ１２０の一方の側に直接接続される。第１のものと同様に形成されアキュムレータ１２２から流体を受け取る第２の変動器制御弁６００はライン１２４を介してアクチュエータ１２０の他方の側に直接接続される。ここでもまた、体制変更時に必要な圧力変化はＥＣＵにより制御せねばならず、弁１２６、６００はクラッチ変化に関して適当な時期に圧力変更を達成するように迅速に調整される。

図７は、クロスオーバ弁１５０、７００の位置に関して図３とは異なる。図３において、クロスオーバ弁１５０の切換えが切換え弁１３８の状態の変化を生じさせ、その結果、アクチュエータ１２０の左側への変動器制御弁１２６の出力の適用から、アクチュエータの右側への減圧弁１３４の出力の適用への交換を行う。これはアクチュエータの作用方向を所望通りに変化させるが、これはまた、アクチュエータ力の大きさの変化を生じさせ、これは、常に望ましいとは限らず、ＥＣＵにより補償しなければならない。図７においては、この厄介な問題はアクチュエータ１２０を供給するライン１２２、１２４内にクロスオーバ弁７００を位置させることにより回避される。ここでは、この回路において、アクチュエータ圧力は、結果としてのその大きさのいかなる変化をも伴わずに弁７００により交換される。

図８は「端荷重」及び「液圧停止」機能をどのようにして提供できるかを示す先の回路の進展を示す。アクチュエータピストン１２０の両側を供給するライン１２２、１２４は図８にも示してある。これらの２つのラインを供給する反応回路は図示省略するが、図３乃至７に示す形の任意のものとすることができる。図１の回路においては、変動器ローラ及びディスクを互いの方へ偏倚するために液圧構造体１５を使用して、変動器が駆動を伝達できるのに必要な牽引を提供することを思い出そう。

この構成に適用される圧力はローラ／ディスクの境界面で牽引係数を規制するためにアクチュエータ１２０に適用される圧力と同調して変化させる必要がある。これは接続部８００、８０２により達成され、これらの接続部はアクチュエータピストン１２０のそれぞれの側から圧力を受け取り、２つの圧力のうち高い方の圧力を８０６において出力する機能を有する弁構造体８０４に通じる。出力８０６は端荷重構造体１５に直接通じることができるか又は構造体１５を供給する別の弁装置（図示せず）を制御するために使用することができる。

図１に示す形式の変動器においては、端ストッパによりピストン３１、１２０の道程度を制限する必要がある。その理由は、過剰な道程により、ローラ２８がディスク１２、１４、２６から離脱することがあるからである。端ストッパの作動中、端荷重を反応回路の圧力に適合させる必要があり、これは液圧端ストッパの使用により達成される。

図８においては、液圧アクチュエータから流出して反応回路へ戻る流体のための経路のみがマスターアクチュエータシリンダ８１４の側ポート８１０、８１２を通る。流体は側ポート８１０、８１２又は端ポート８１６、８１８のいずれかを通ってマスターシリンダへ入ることができるが、後者を通しての流体の逃避は逆止め弁８２０、８２２により阻止される。それ故、マスターピストン８２４が左手側のポート８１０を閉じるのに十分な程度まで左方に移動した場合、液圧ストッパは有効になり、各アクチュエータの左手側に捕捉された体積の流体はその更なる左方への運動を行う。左手側のライン１２２内でその結果として生じる圧力の上昇は弁構造体８０４及び端荷重に伝わる。ピストンの右方への運動は同様の方法で制限される。

既知の形式のトルクで制御されるトロイダル−レース転がり牽引変動器の主要な要素を極めて簡単に示す図である。 本発明を履行するのに適する多体制式のトランスミッションの主要な要素を極めて簡単に示す図である。 本発明を具体化した液圧変動器制御装置の構成図。 液圧変動器制御装置に使用する別の反応回路を示す線図。 液圧変動器制御装置に使用する別の反応回路を示す線図。 液圧変動器制御装置に使用する別の反応回路を示す線図。 液圧変動器制御装置に使用する別の反応回路を示す線図。 「端加重」及び「液圧停止」を提供する制御装置の特定の特徴を示す線図である。

Claims (14)

1. 連続可変トランスミッションであって、
   トランスミッション入力と、トランスミッション出力と、連続可変変動器比を提供する連続可変トランスミッションユニット（「変動器」）と、低体制及び高体制のいずれかにおいてトランスミッション入力とトランスミッション出力との間で変動器を結合するように構成され配置された歯車装置とを有し、トランスミッション出力が変動器比に関連する伝動比でトランスミッション入力から駆動できるようになっており、変動器比と伝動比との間の関係が２つの体制において異なり、歯車装置が低体制を係合及び係合解除するための第１の液圧作動するクラッチ手段と、高体制を係合及び係合解除するための第２の液圧作動するクラッチ手段とを組み込んでおり、かつ、一定の変動器比での低体制と高体制との間の変更が伝動比に変化を生じさせないような同期比を提供するようになっており、トランスミッションが第１及び第２のクラッチ手段への液圧圧力の適用を制御するシフト弁を組み込んだ液圧手段を具備しており、それによって、シフト弁の状態の変化がクラッチ手段の一方を係合状態から係合解除状態へ変化させ、他方のクラッチ手段を係合解除状態から係合状態へ変化させ、もって、トランスミッションを一方の体制から他方の体制へ変更することを特徴とする連続可変トランスミッション。
2. 前記シフト弁が２状態式の弁であり、この弁が、トランスミッションに対して、一方の状態にあるときには低体制を採用させ、他方の状態にあるときには高体制を採用させることを特徴とする請求項１の連続可変トランスミッション。
3. 一方のクラッチ手段の係合及び他方のクラッチ手段の係合解除が同時に生じることを特徴とする請求項１又は２の連続可変トランスミッション。
4. 前記シフト弁がクラッチ制御弁に液圧制御圧力を適用する電気制御される弁であり、クラッチ制御弁が第１及び第２のクラッチ手段への液圧圧力の適用を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの連続可変トランスミッション。
5. 前記クラッチ制御弁が２つの状態を有し、一方の状態においては、クラッチ制御弁が第１のクラッチ手段を高圧力に接続し、第２のクラッチ手段を圧力解除し、他方の状態においては、クラッチ制御弁が第２のクラッチ手段を高圧力に接続し、第１のクラッチ手段を圧力解除することを特徴とする請求項４の連続可変トランスミッション。
6. 前記変動器がトルクで制御される形式のものであり、変動器の反力トルクを決定する力を備えた少なくとも１つの液圧アクチュエータを有し、シフト弁は、シフト弁の状態の変化がアクチュエータの作用方向を逆転させそして変動器の反力トルクを逆転させるように、アクチュエータへの液圧圧力の適用を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの連続可変トランスミッション。
7. 前記シフト弁の状態の変化がアクチュエータの力の大きさの変化をも生じさせることを特徴とする請求項６の連続可変トランスミッション。
8. 第１及び第２の調整可能な変動器制御圧力を提供する手段と、第１の変動器制御圧力を液圧アクチュエータの第１の側に適用するような第１の状態及び第２の変動器制御圧力を液圧アクチュエータの第２の側に適用するような第２の状態を備えた切換え弁とを有し、それによって、切換え弁の状態の変化がアクチュエータの力の大きさ及び方向の変化を生じさせることを特徴とする請求項７の連続可変トランスミッション。
9. 前記切換え弁がシフト弁とは別個に形成され、シフト弁からの液圧出力が切換え弁の状態を制御することを特徴とする請求項８の連続可変トランスミッション。
10. 前記第１の変動器制御圧力が第２の変動器制御圧力を形成する出力圧力を備えた減圧弁に供給されることを特徴とする請求項８の連続可変トランスミッション。
11. 前記減圧弁が第１及び第２の制御圧力間で実質上一定の比を維持することを特徴とする請求項１０の連続可変トランスミッション。
12. クロスオーバ弁を更に有し、このクロスオーバ弁は、クロスオーバ弁の状態の変化が体制を変更させずに液圧アクチュエータの作用方向を逆転するように、切換え弁と液圧アクチュエータとの間で接続されることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかの連続可変トランスミッション。
13. 前記クロスオーバ弁がシフト弁とは独立に電気的に制御されることを特徴とする請求項１２の連続可変トランスミッション。
14. 添付図面に示し、それを参照して実質上ここに説明したような連続可変トランスミッション。
    

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