JP2016148419A - ベルト式無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チェーンベルトにおけるピンがプーリに衝突することを要因とした異音を低減することができるベルト式無段変速機の制御装置を提供する。【解決手段】一対のプーリと、そのプーリに巻き掛けられたチェーンベルトと、そのチェーンベルトの張力を制御することができるアクチュエータとを備えたベルト式無段変速機の制御装置において、チェーンベルトに作用する動力が予め定められた所定値未満の場合に、チェーンベルトの張力を、チェーンベルトによりトルクを伝達する際に、動力伝達面で滑りが生じることを抑制するように定められる張力よりも低減する（ステップＳ３）ように構成されている。【選択図】図１

Description

この発明は、一対のプーリと、それらプーリに巻き掛けられたチェーンベルトとにより構成されたベルト式無段変速機の制御装置に関するものである。

特許文献１には、ベルトとプーリとの間で生じる一定の周波数の異音を抑制するように構成されたベルト式無段変速機の異音低減装置が記載されている。具体的には、ベルト式無段変速機に入力されるトルクや、変速機、あるいは車速などに基づいて異音が発生する走行状態を予め定め、そのような走行状態である場合に、ベルトを挟み付ける挟圧力を、通常設定される挟圧力よりも高くするように構成されている。

なお、特許文献２には、各プーリに架け渡された弦部が振動することを抑制するためのスタビライザを備えたベルト式無段変速機が記載されている。このスタビライザは、筒状に形成され、かつその内部にベルトの弦部が挿入されるように構成されており、弦部が振動した場合に、ベルトとスタビライザとが接触して振動を低減するように構成されている。さらに、弦部に張力を付与するように、スタビライザの重心と、スタビライザを揺動可能に保持する支持部との位置を、ベルトの進行方向でずらしている。

特開２０１０−１９６８２７号公報 特開２０１１−１１２１５５号公報

ところで、チェーンベルトは、複数の板状のリンクをピンにより環状に連結して構成されている。そのチェーンベルトを、プーリによって挟み付けてトルクを伝達するように構成されたベルト式無段変速機では、トルク伝達時に、ピンがプーリに断続的に挟み込まれる。そのようにピンがプーリに挟み込まれる際には、ピンとプーリとが衝突するので、その衝突を要因として異音が生じる可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、チェーンベルトにおけるピンがプーリに衝突することを要因とした異音を低減することができるベルト式無段変速機の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、回転軸と一体化された固定シーブと、前記回転軸と一体に回転するとともに該回転軸の軸線方向に移動することができるように該回転軸に嵌合した可動シーブとをそれぞれ有する一対のプーリと、複数の板状のリンクおよび前記リンクに形成された連結孔に嵌め込まれて前記リンク同士を環状に連結するとともに両端面が前記各シーブに接触して動力伝達面となるピンを有するチェーンベルトと、前記チェーンベルトの張力を制御することができるアクチュエータとを備えたベルト式無段変速機の制御装置において、前記チェーンベルトに作用する動力が予め定められた所定値未満の場合に、前記チェーンベルトの張力を、前記チェーンベルトによりトルクを伝達する際に、前記動力伝達面で滑りが生じることを抑制するように定められる張力よりも低減するように構成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、チェーンベルトに作用する動力が予め定められた所定値未満の場合に、チェーンベルトの張力を、チェーンベルトによりトルクを伝達する際に、動力伝達面で滑りが生じることを抑制するように定められる張力よりも低減する。したがって、ピンが、各プーリに接触する際における荷重を小さくすることができる。その結果、ピンが各プーリに衝突することを要因とした異音を低減することができる。

この発明に係る制御装置の制御例を説明するためのフローチャートである。 この発明におけるベルト式無段変速機の構成の一例を説明するための断面図である。 チェーンベルトの構成の一例を説明するための拡大図である。

この発明で対象とすることができるベルト式無段変速機は、固定シーブと可動シーブとをそれぞれ有する一対のプーリと、各シーブに接触する動力伝達面を有するチェーンベルトとを備えている。そのように構成されたベルト式無段変速機の構成の一例を図２に示している。図２に示すベルト式無段変速機（以下、ＣＶＴと記す）１は、従来知られたものとほぼ同一に構成されており、エンジンなどの動力源からトルクが伝達される入力軸２と、その入力軸２に連結されたプライマリプーリ３と、駆動輪などの出力部材にトルクを伝達する出力軸４と、その出力軸４に連結されたセカンダリプーリ５と、それらのプーリ３，５に巻き掛けられた無端状のチェーンベルト６とによって構成されている。なお、入力軸２と出力軸４とは平行に配置されている。

プライマリプーリ３は、円錐形状の第１固定シーブ７と第１可動シーブ８とによって構成され、その第１固定シーブ７が、入力軸２に一体に形成されている。また、第１可動シーブ８は、入力軸２と一体に回転するとともに、軸線方向に移動することができるようにスプラインなどにより入力軸２に係合している。具体的には、第１可動シーブ８の内周部分には、背面側（図中における左側）に延出した中空状の第１ボス部９が一体に形成されており、その第１ボス部９の内周面と、入力軸２の外周面とがスプライン係合している。そして、それら各シーブ７，８における円錐面１０，１１が、入力軸２の軸線方向で対向して配置されており、それら円錐面１０，１１により第１Ｖ溝１２が形成されている。

また、第１可動シーブ８の外周部には、背面側に突出した第１円筒部１３が形成されており、その第１円筒部１３の内周面に液密状に接触する第１シリンダ１４が、入力軸２に嵌合している。この第１シリンダ１４は、環状に形成された部材であって、その中空部が入力軸２に嵌合している。また、第１シリンダ１４は、すり鉢状に形成され、その外周部分が、外側を向くように屈曲し、その端面が第１円筒部１３の内周面に対向している。そして、第１シリンダ１４と第１円筒部１３とを液密状に封止するための第１シール部材１５が、上記端面と第１円筒部１３の内周面との間に設けられている。なお、上記第１シリンダ１４は、入力軸２の端部から嵌合させ、入力軸２に形成された段差部に接触させることにより、軸線方向に位置決めされている。

上述したように第１シリンダ１４と第１円筒部１３とを形成することにより、それらの部材に囲われた空間（以下、第１油圧室と記す）１６が液密状に維持されるので、図２に示す例では、第１油圧室１６にオイルを供給することにより、第１可動シーブ８を第１固定シーブ７側に押圧するように構成されている。すなわち、油圧によって第１可動シーブ８に押圧力を作用させる油圧アクチュエータとして機能するように構成されている。この第１油圧室１６に供給する油量を制御することにより、ＣＶＴ１の変速比が制御されるように構成されている。

図２に示すセカンダリプーリ５も、上記プライマリプーリ３と同様に構成されている。その構成を簡単に説明する。図２に示すセカンダリプーリ５は、出力軸４の一方の端部（図中における左側の端部）に円錐形状の第２固定シーブ１７が一体に形成されている。また、円錐形状の第２可動シーブ１８の背面側に第２ボス部１９が延出して形成されており、その第２ボス部１９と出力軸４とがスプライン係合している。すなわち、第２可動シーブ１８は、出力軸４と一体に回転するとともに、軸線方向に移動することができるように係合している。そして、第２固定シーブ１７における円錐面２０と、第２可動シーブ１８における円錐面２１とが、軸線方向で対向して配置されており、それら各円錐面２０，２１により第２Ｖ溝２２が形成されている。

また、第２可動シーブ１８の外周部には、背面側に突出した第２円筒部２３が形成されており、その第２円筒部２３の内周面に液密状に接触する第２シリンダ２４が、出力軸４に嵌合している。この第２シリンダ２４は、環状に形成された部材であって、その中空部が出力軸４に嵌合している。また、第２シリンダ２４は、すり鉢状に形成され、その外周部分が、外側を向くように屈曲し、その端面と第２円筒部２３の内周面とが対向している。そして、上記端面と第２円筒部２３とを液密状に封止するために、その端面と第２円筒部２３との間に第２シール部材２５が設けられている。さらに、第２可動シーブ１８を第２固定シーブ１７側に押圧するリターンスプリング２６が、第２可動シーブ１８と第２シリンダ２４との間に設けられている。なお、第２シリンダ２４は、第２可動シーブ１８が第２固定シーブ１７から最も離隔した際に、第２ボス部１９の先端面と接触しないように配置され、また、上記第２シリンダ２４は、出力軸４の端部から嵌合させ、出力軸４に形成された段差部に接触させることにより、軸線方向に位置決めがされている。

上述したように第２シリンダ２４と第２円筒部２３とを形成することにより、それらの部材に囲われた空間（以下、第２油圧室と記す）２７が液密状に維持されるので、図２に示す例では、その第２油圧室２７にオイルを供給することにより、第２可動シーブ１８を第２固定シーブ１７側に押圧するように構成されている。すなわち、油圧によって第２可動シーブ１８に押圧力を作用させる油圧アクチュエータとして機能するように構成されている。この第２油圧室２７に供給される油圧を制御することにより、チェーンベルト６の張力およびＣＶＴ１の伝達トルク容量が制御されるように構成されている。

そして、出力軸４の他方側の端部には、出力ギヤ２８がスプライン係合しており、その出力ギヤ２８を介して図示しない駆動輪にトルクが伝達されるように構成されている。

ここで、各プーリ３，５に巻き掛けられたチェーンベルト６の構成の一例を説明する。図３は、その構成を説明するための図であり、横方向にチェーンベルト６の長手方向を示し、縦方向にチェーンベルト６の厚み方向を示している。図３に示すチェーンベルト６は、従来知られているチェーンベルト６と同様に構成されたものであって、複数のリンク２９をピン３０で連結して構成されている。このリンク２９は、長丸状に形成された板部材であって、その両端部にピン３０が挿入される第１貫通孔３１が形成されている。なお、中央部に第２貫通孔３２が形成されており、その第２貫通孔３２にピン３０が進入することを抑制するために、第２貫通孔３２の幅が、ピン３０の外径よりも狭く形成されている。また、第１貫通孔２９には、二つのピン３０，３０が挿入されている。これらのピン３０は、断面形状が楕円状に形成されている。さらに、チェーンベルト６の厚み方向における所定の位置から、互いに対向した面が離隔するように形成されている。

上記のように構成されたリンク２９を隣り合うリンク２９に対して、上記第１貫通孔３１の距離分ずらしてチェーンベルト６の幅方向に積層し、その後に、上記ピン３０の両端部が、リンク２９からチェーンベルトの幅方向に突出するように挿入して組み付けられる。したがって、チェーンベルト６が各プーリ３，５に巻き掛けられてトルクを伝達する際には、ピン３０の両端部が、各プーリ３，５に接触する。すなわち、ピン３０の先端面が、動力伝達面となっている。なお、隣り合った二つのピン３０，３０は、相対的に回動することができ、かつリンク２９とピン３０とは相対回転することができるように構成されている。

上述したように構成されたＣＶＴ１は、トルク伝達時に、ピン３０が断続的にＶ溝１２，２２に挟み込まれる。言い換えると、ピン３０と各プーリ３，５とが断続的に接触する。そのため、そのようにピン３０が各プーリ３，５に衝突することを要因とした異音が生じる可能性がある。この発明に係る制御装置は、そのような異音を低減するように構成されている。具体的には、車両が惰性走行している場合や、ブレーキによって制動力を作用させて減速している場合など、チェーンベルト６に作用する動力が比較的低いときに、上記のような異音が生じることを抑制するように構成されている。

その制御の一例を図１に示している。図１に示す制御では、まず、チェーンベルト６に作用する負荷（動力）が予め定められた閾値α未満か否かが判断される（ステップＳ１）。このステップＳ１は、チェーンベルト６の張力を低減することができるか否かを判断するためのステップである。したがって、チェーンベルト６に作用する負荷は、チェーンベルト６の速度を増大させる方向に作用するトルクや、その速度を低減させる方向に作用するトルクなど、トルクの向きに拘わらずトルクの大きさで判断することが好ましい。そのため、図１に示す例では、チェーンベルト６に作用する負荷が、負の値である第１閾値「−α」よりも大きく、かつ正の値である第２閾値「＋α」未満であるか否かを判断することとしている。なお、チェーンベルト６に作用する負荷は、アクセル開度や車速など種々のセンサにより検出された信号に基づいて算出することができる。

チェーンベルト６に作用する負荷が、予め定められた閾値α以上であってステップＳ１で否定的に判断された場合には、チェーンベルト６を挟み付けてトルクを伝達する必要があることを意味する。したがって、この制御例では、チェーンベルト６の張力が、ＣＶＴ１にトルクが入力された際に滑りが生じることを抑制するように定められる張力（以下、通常制御における張力と記す）となるように、第２油圧室２７の油圧、すなわち、チェーンベルト６の挟圧力を制御するとともに、従来と同様に伝達するトルクに応じた量の潤滑オイルをトルク伝達面に供給する（ステップＳ２）。

それとは反対にチェーンベルト６に作用する負荷が、予め定められた閾値α未満であって、ステップＳ１で肯定的に判断された場合は、チェーンベルト６を挟み付けてトルクを伝達する必要がなく、したがって、この制御例では、チェーンベルト６の張力を、通常制御における張力よりも低下させ、「０」に近くなるように第２油圧室２７の油圧が低下させられる（ステップＳ３）。一方、そのように第２油圧室２７の油圧が低下させられても、車両が走行している場合や、エンジンが駆動している場合には、各プーリ３，５が回転しており、各プーリ３，５とピン３０との接触面に滑りが生じる可能性がある。そのため、ステップＳ３では、さらに、上記のように各プーリ３，５とピン３０との接触面に滑りが生じることによる各プーリ３，５およびピン３０の耐久性が低下することを抑制するために、ステップＳ２で供給される潤滑オイルよりも多量のオイルをトルク伝達面に供給する。

上述したようにチェーンベルト６に作用する負荷が比較的小さいときに、チェーンベルト６の張力を、通常制御における張力よりも低下させ、「０」に近くなるように低下させることにより、ピン３０がプーリ３，５に衝突する荷重を低下させることができる。その結果、そのような衝突を要因とした異音が生じることを抑制することができる。また、チェーンベルト６の張力を低下させることにより、ピン３０とプーリ３，５とに滑りが生じた場合であっても、潤滑オイルを多く供給することにより、ピン３０やプーリ３，５の耐久性が低下することを抑制することができる。さらに、第２油圧室２７の油圧を低下させることにより、油圧源であるオイルポンプの負荷を小さくすること、すなわち動力損失を低減することができるので、燃費を良好にすることができる。また、上記のような異音を低減させるための他の部材を設けることがないので、その分、車重が増大することを抑制することができ、その結果、燃費が悪化することを抑制することができる。

１…ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）、 ２…入力軸、 ３…プライマリプーリ、 ４…出力軸、 ５…セカンダリプーリ、 ６…チェーンベルト、 ７，１７…固定シーブ、 ８，１８…可動シーブ、 １６，２７…油圧室、 ２９…リンク、 ３０…ピン。

Claims (1)

1. 回転軸と一体化された固定シーブと、前記回転軸と一体に回転するとともに該回転軸の軸線方向に移動することができるように該回転軸に嵌合した可動シーブとをそれぞれ有する一対のプーリと、
   複数の板状のリンクおよび前記リンクに形成された連結孔に嵌め込まれて前記リンク同士を環状に連結するとともに両端面が前記各シーブに接触して動力伝達面となるピンを有するチェーンベルトと、
   前記チェーンベルトの張力を制御することができるアクチュエータと
   を備えたベルト式無段変速機の制御装置において、
   前記チェーンベルトに作用する動力が予め定められた所定値未満の場合に、前記チェーンベルトの張力を、前記チェーンベルトによりトルクを伝達する際に、前記動力伝達面で滑りが生じることを抑制するように定められる張力よりも低減するように構成されている
   ことを特徴とするベルト式無段変速機の制御装置。

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