JP3750658B2

JP3750658B2 - Toroidal continuously variable transmission

Info

Publication number: JP3750658B2
Application number: JP2003023808A
Authority: JP
Inventors: 秀剛東; 淳杉原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2016-09-17
Also published as: JP2003214517A

Description

【０００１】
この発明は、トロイダル型無段変速機に関し、とくに、変速の際の過大な入力トルクによって引き起こされるトルクシフトを防止し変速応答性の改善を図ろうとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
トロイダル型無段変速機は、主軸上に配置される入出力ディスクと、これら入出力ディスクの相互間に配置され該ディスクとの摩擦係合によって動力の受渡しを行うパワーローラと、このパワーローラを偏心軸を介して回転可能に保持するとともにピストンロッドに接続しその軸心に沿って昇降移動可能でかつ、軸心の周りに回転可能なローラ支持部材と、ローラ支持部材の端部でローラ支持部材と揺動可能に連結する上下のリンクを主要構成部材とし、ローラ支持部材に一体の油圧ピストンを作動させ該ローラ支持部材を上又は下に動かしパワーローラを入出力ディスクの摩擦係合のもとで傾転させることによって変速を行う仕組みになっていたが、この種のトロイダル型無段変速機は、エンジントルクが大きくなると実際の変速比が目標とする変速比から大きくずれる（LOW側にずれる）いわゆるトルクシフトが発生する。
【０００３】
そして、エンジントルクがより大きくなるとローディングカムにより入出力ディスクによってパワーローラがより強く挟圧されることになるからパワーローラが上方に持ち上げられる力がさらに大となり変速比がLOW 側へと変速することになるのは避けられない。
【０００４】
このため、従来はエンジントルクをトルクセンサーにて検出しここで得た検出値を用いて変速制御弁につながるステップモータを駆動して目標とする変速比に修正するフィードバック制御が行われており、この点に関する文献としては、例えば、特開平２−２９２５６２号公報に開示されているような技術が参照される。
【０００５】
ところで、上記のような従来の変速機においては、実施の変速比を目標とする変速比に修正するステップモータを駆動するために新たにセンサーの設置が必要になることから、変速機を構成する部品点数が増加するという不具合があった。
【０００６】
この発明の目的は、エンジントルクが増大した場合にとくに顕著な変速機のトルクシフトを回避し実際の変速比を目標とする変速比に合致させることができるトロイダル型無段変速機を提案するところにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る発明は、入出力ディスクに挟持されて傾転自在なパワーローラを偏心軸によって回転自在に支持するとともに、所定の軸まわりに回転可能かつ軸方向への変位可能なローラ支持部材と、前記ローラ支持部材を軸方向へ駆動する油圧シリンダと、前記油圧シリンダへの油圧を制御する変速制御弁と、前記ローラ支持部材の軸まわりの回動をそれにつながるピストン軸部に設けたカム及びこのカムに応動するフィードバック手段とを備えたトロイダル型無段変速機において、前記パワーローラが受けるトルクによりローラ支持部材につながるピストン軸部を傾斜させ、前記フィードバック手段を介して変速制御弁にトルクシフトの防止を指令するトルクシフト防止手段を設けた点に特徴を有する。
【０００８】
また、この発明の請求項２に係るトロイダル型無段変速機は、主軸上に配置される入出力ディスクと、これら入出力ディスクの相互間に配置され該ディスクとの摩擦係合によって動力の受渡しを行うパワーローラと、このパワーローラを偏心軸を介して回転可能に保持するとともにピストン軸部に接続しその軸心に沿って昇降移動可能でかつ、軸心の周りに回転可能なローラ支持部材と、ローラ支持部材の端部でローラ支持部材と揺動可能に連結する上下のリンクからなるトロイダル型無段変速機であって、この変速機は、ローディングカムにより挟圧されパワーローラが入出力ディスク間から押し出される向きのスラスト力に由来するローラ支持部材の変形にて、このローラ支持部材につながるピストン軸部を傾動させ、そのピストン軸部の下方に設けたプリセスカムを移動させて、このプリセスカムにつながるリンクを通して変速制御弁を動かすことで変速制御弁にトルクシフトを回避する指令を入力するトルクシフト防止機構を有するところに特徴を有する。
【００１０】
請求項１、２に係るトロイダル型無段変速機においては、変速に際してパワーローラが受ける入力ディスクからのトルクにより、パワーローラが、入出力ディスクの回転方向へ上下することで発生するダウンシフトに対しパワーローラを入出力ディスク間から押し出す向きのスラスト力に伴うローラ支持部材の変形にて該ローラ支持部材につながるシフトを傾動させその先端に設けたプリセスカムの移動により変速制御弁をアップシフトするように制御されるので、エンジントルクが大きくなって変速比がLOW 側に移行するようなトルクシフトを小さなものとすることができる。
【００１１】
以下、図面を用いてこの発明をより具体的に説明する。
図１はこの発明に従うトロイダル型無段変速機の構成を示したものであり、図における１は主軸Ｓ上に配置される入力ディスク（入力ディスク側から見た図であるため実際、入力ディスクは現れていない）、２は同じく主軸Ｓ上に配置される出力ディスク、３ａ、３ｂは入出力ディスク１、２の相互間に配置され該ディスク１、２との摩擦係合によって動力の受け渡しを行うパワーローラ、４ａ、４ｂはローラ支持部材であって、このローラ支持部材４ａ、４ｂは偏心軸５を介して回転可能に保持するとともにピストンPによってピストン軸部の軸心に沿って昇降移動可能でかつ、軸心の周りに回転（傾転）することができるようになっている。
【００１２】
また、６はローラ支持部材４ａにつながるシャフトＬの先端に設けた変速用プリセスカム、７は変速制御弁、８は変速制御弁７を収めたバルブボディであって、ピストン軸部とバルブボディ８との間には変速に際してパワーローラ３ａが受ける入力ディスク１、２からのトルクに伴うローラ支持部材４ａの変形にて該ローラ支持部材４ａにつながるピストン軸部を傾動させるためのすき間ｔが形成されている。
【００１３】
バルブボディ８内の変速制御弁７にて、変速指令に応じた圧力によりピストンＰを作動させると、ピストンＰの作動によってその軸部を介してローラ支持部材４ａ、４ｂはパワーローラ３ａ、３ｂの回転軸線が入出力ディスク１、２の回転軸線と交差した中立位置からオフセットされ、このとき、パワーローラ３ａ、３ｂは、入出力ディスク１、２からの分力で傾転し、入出ディスク１、２に対する接触軌跡円弧径の連続的な変化により無段変速が行われることになり、シャフトＬの先端に設けられたプリセスカム６から変速の際の指令がフィードバックされることによって所定の変速比に保持される。
【００１４】
図２は、トロイダル型無段変速機のうちの入力ディスクとこれに接触する一方のパワーローラとこのパワーローラを上下に昇降移動させる変速制御弁とその油圧制御ラインおよび変速制御弁を補助的に駆動するステップモータを模式的に示したものである（図１に示した変速機を出力ディスク側から見た場合の模式図）。
【００１５】
上記のような構成においてパワーローラ３ａが例えば上方にオフセットされるとすると入力ディスク１からの駆動力により、該パワーローラ３ａには変速比が大きくなる向きに傾転するようなモーメントが生じる。
【００１６】
ローラ支持部材４ａにつながるピストン軸部とバルブボディ８との間にすき間ｔをもたせ、図３に示すようにパワーローラ３ａをHigh側に傾転させるようにピストン軸部を傾動させ、これによってシャフトＬの先端に設けた変速用プリセスカム６を制御弁７に向けて移動させるようにしたので、該プリセスカム６に連係するリンク９を介して変速比を小さくする向き（High側）に変速制御弁７が動くことになり変速比がLow側へ移行するトルクシフトは回避されることになる。
【００１７】
図４は上掲図１に示した変速機のＡ部のみを取り出して示したものである。
ピストン軸部はバルブボディ８の内壁よりも半径でａだけ小さくなっている場合において、シールリング（オイルシール）とこれを配置する溝とのすき間ｂをａ＞ｂとすることによってパワーローラ３ａがローラ支持部材４ａとともに傾動してもシールリングがまずピストン軸部に当たることになるのでボディ８の内壁とピストン軸部が接触するようなことはない。
【００１８】
図５はこの発明に適合するトロイダル型無段変速機の変速制御弁７の配置状況を示したものである。入力トルクによるローラ支持部材の変形が最も大きいのは変速比が最も大きいLOW の時なので発生するトルクシフトの量が最も大きくなる（入力トルクが大となると挟圧力が大となり、これによりローラ支持部材の変形が大となりさらにトルクシフト量が大となる）。そこでその時のトルクシフトを極小とすべく変速制御弁７およびリンク９の向きをパワーローラ３ａの傾転角θに合わせて組み込んでおく（変速制御弁の軸心ｎとパワーローラ３ａがθだけ傾転した状態における回転軸心ｍとが平行になるように該変速制御弁を配置する）のが最もよく、これによってトルクシフトが最も発生し易いLOW 時の変速制御を前記トルクシフトの発生を抑えて正確なものとすることができる。
【００１９】
ピストン軸部とバルブボディとの間に十分な間隔があると、ローラ支持部材が弾性変形してもそれらが干渉するようなことがないので変速応答性が損なわれたり、それらの干渉によって塵がでるという問題がないだけでなく、変速の際のフィードバック制御によりトルクシフトの補償の範囲をより拡大することができる。
【００２０】
この発明に従うトロイダル型無段変速機の構成を模式的に示した図３においては、入力ディスク１が反時計周りに回転している状態でパワーローラ３ａおよびローラ支持部材４ａが傾動する場合の説明をしたが、入力ディスク１が時計周りに回転しパワーローラ３ａ、ローラ支持部材４ａが傾動する場合にはプリセスカム６は図６に示すような配置になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従うトロイダル型無段変速機の構成を示した図である。
【図２】トルクシフトの発生状況の説明図である。
【図３】この発明にしたがってトルクシフトを回避する場合の説明図である。
【図４】ピストン軸部の要部を示した図である。
【図５】変速制御弁の好適な配置例を示した図である。
【図６】この発明にしたがうトロイダル型無段変速機の他の実施例を示した図である。
【符号の説明】
１入力ディスク
２出力ディスク
３ａパワーローラ
３ｂパワーローラ
４ａローラ支持部材
４ｂローラ支持部材
５偏心軸
６プリセスカム
７変速制御弁
８バルブボディ
９リンク
Ｓ主軸
Ｐピストン
Ｌシャフト
ｔすき間[0001]
The present invention relates to a toroidal-type continuously variable transmission, and in particular, intends to prevent a torque shift caused by an excessive input torque at the time of shifting and to improve shift response.
[0002]
[Prior art]
A toroidal-type continuously variable transmission includes an input / output disk disposed on a main shaft, a power roller disposed between the input / output disks and delivering power by frictional engagement with the disk, and the power roller. A roller support member that is rotatably held through an eccentric shaft, is connected to a piston rod, can be moved up and down along the shaft center, and can rotate around the shaft center, and a roller support member at the end of the roller support member The upper and lower links connected to the member in a swingable manner are the main constituent members, and a hydraulic piston integrated with the roller support member is operated to move the roller support member up or down to bring the power roller into frictional engagement with the input / output disk. In this type of toroidal continuously variable transmission, the actual gear ratio becomes the target when the engine torque increases. Large shifts (deviates toward LOW) so-called torque shift from speed ratio is generated.
[0003]
As the engine torque increases, the power roller is more strongly clamped by the input / output disk by the loading cam, so the force that lifts the power roller further increases and the gear ratio changes to the LOW side. It is inevitable to become.
[0004]
For this reason, conventionally, feedback control for detecting the engine torque with a torque sensor and using the detection value obtained here to drive the step motor connected to the shift control valve to correct the target gear ratio has been performed, As a document regarding this point, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-292562 is referred to.
[0005]
By the way, in the conventional transmission as described above, it is necessary to newly install a sensor in order to drive the step motor for correcting the actual transmission ratio to the target transmission ratio. There was a problem that the number of parts increased.
[0006]
An object of the present invention is to propose a toroidal type continuously variable transmission that can avoid a noticeable torque shift of the transmission and make the actual gear ratio coincide with the target gear ratio, especially when the engine torque increases. It is in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a tiltable power roller sandwiched between input / output disks is rotatably supported by an eccentric shaft, and can be rotated about a predetermined axis and can be displaced in the axial direction. A roller support member, a hydraulic cylinder that drives the roller support member in the axial direction, a speed change control valve that controls the hydraulic pressure to the hydraulic cylinder, and a rotation of the roller support member about the shaft to a piston shaft portion connected thereto In a toroidal-type continuously variable transmission having a provided cam and a feedback means that responds to the cam, the piston shaft connected to the roller support member is inclined by the torque received by the power roller, and the shift control is performed via the feedback means. It is characterized in that a torque shift preventing means for commanding the valve to prevent torque shift is provided.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, a toroidal continuously variable transmission is provided with an input / output disk disposed on a main shaft and a power transfer by frictional engagement between the input / output disk and the input / output disk. And a roller support member that holds the power roller rotatably through an eccentric shaft, is connected to the piston shaft portion, can be moved up and down along the shaft center, and is rotatable about the shaft center And a toroidal continuously variable transmission comprising an upper and lower link swingably connected to the roller support member at the end of the roller support member, the transmission being pinched by a loading cam and the power roller being input / output The deformation of the roller support member derived from the thrust force in the direction pushed out from between the disks causes the piston shaft connected to the roller support member to tilt, and the piston shaft By moving the precess cam provided below, it has a feature where having torque shift preventing mechanism for inputting a command to avoid the torque shift to shift control valve by moving the shift control valve through a link leading to this precess cam.
[0010]
In the toroidal-type continuously variable transmission according to claims 1 and 2 , against the downshift that occurs when the power roller moves up and down in the rotational direction of the input / output disk due to the torque from the input disk received by the power roller at the time of shifting. The shift supporting valve is tilted by the deformation of the roller supporting member due to the thrust force in the direction of pushing the power roller from the input / output disk and the shift control valve is upshifted by the movement of the recess cam provided at the tip thereof. Since it is controlled, the torque shift that increases the engine torque and shifts the gear ratio to the LOW side can be reduced.
[0011]
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a toroidal type continuously variable transmission according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an input disk (viewed from the input disk side) disposed on a main shaft S. (Not shown) 2 is an output disk which is also arranged on the main shaft S, 3a and 3b are arranged between the input / output disks 1 and 2 and transfer power by frictional engagement with the disks 1 and 2 The power rollers 4a and 4b are roller support members. The roller support members 4a and 4b are rotatably held via the eccentric shaft 5 and can be moved up and down along the axis of the piston shaft portion by the piston P. And it can be rotated (tilted) around the axis.
[0012]
Reference numeral 6 denotes a speed change cam provided at the tip of the shaft L connected to the roller support member 4a, 7 denotes a speed change control valve, and 8 denotes a valve body containing the speed change control valve 7. The piston shaft portion, the valve body 8, A gap t for tilting the piston shaft connected to the roller support member 4a due to deformation of the roller support member 4a due to the torque from the input disks 1 and 2 received by the power roller 3a during shifting is formed. Yes.
[0013]
When the piston P is actuated by the pressure corresponding to the gearshift command at the gearshift control valve 7 in the valve body 8, the roller support members 4a and 4b are moved to the power rollers 3a and 3b via the shaft portion by the operation of the piston P. The rotation axis is offset from the neutral position where it intersects with the rotation axis of the input / output disks 1 and 2, and at this time, the power rollers 3a and 3b are tilted by the component force from the input / output disks 1 and 2, The stepless speed change is performed by the continuous change of the arc diameter of the contact locus with respect to 2, and a predetermined speed ratio is maintained by feeding back a command for speed change from the recess cam 6 provided at the tip of the shaft L. Is done.
[0014]
FIG. 2 shows the input disk of the toroidal-type continuously variable transmission, one power roller in contact with the input disk, a shift control valve that moves the power roller up and down, its hydraulic control line, and the shift control valve. FIG. 2 schematically shows a stepping motor to be driven (schematic diagram when the transmission shown in FIG. 1 is viewed from the output disk side).
[0015]
In the configuration as described above, if the power roller 3a is offset upward, for example, a driving force from the input disk 1 causes a moment that tilts in a direction in which the gear ratio increases in the power roller 3a.
[0016]
A gap t is provided between the piston shaft connected to the roller support member 4a and the valve body 8, and the piston shaft is tilted so as to tilt the power roller 3a to the high side as shown in FIG. Since the shift process cam 6 provided at the tip of L is moved toward the control valve 7, the shift control valve 7 is set in a direction (High side) to reduce the gear ratio through the link 9 linked to the process cam 6. Thus, a torque shift in which the gear ratio shifts to the low side is avoided.
[0017]
FIG. 4 shows only the A portion of the transmission shown in FIG.
When the piston shaft portion is smaller in radius than the inner wall of the valve body 8 by a, the clearance b between the seal ring (oil seal) and the groove in which the piston shaft portion is arranged satisfies a> b, so that the power roller 3a Even if tilted together with the roller support member 4a, the seal ring first strikes the piston shaft portion, so that the inner wall of the body 8 and the piston shaft portion do not come into contact with each other.
[0018]
FIG. 5 shows an arrangement state of the shift control valve 7 of the toroidal type continuously variable transmission adapted to the present invention. The deformation of the roller support member due to the input torque is the largest when the gear ratio is LOW, so the amount of torque shift that occurs is the greatest (the greater the input torque, the greater the pinching pressure, which causes the roller support member to The deformation becomes larger and the torque shift amount becomes larger). Therefore, in order to minimize the torque shift at that time, the direction of the shift control valve 7 and the link 9 is incorporated in accordance with the tilt angle θ of the power roller 3a (the shaft n of the shift control valve and the power roller 3a are tilted by θ. It is best to arrange the shift control valve so that it is parallel to the rotation axis m in the rotated state). This makes it possible to suppress the occurrence of the torque shift by performing the shift control at the low time when the torque shift is most likely to occur. And accurate.
[0019]
If there is sufficient space between the piston shaft and the valve body, even if the roller support member is elastically deformed, they will not interfere with each other, so that the speed change response will be impaired, or dust will be generated by the interference. Not only is there no problem of being output, but the range of torque shift compensation can be further expanded by feedback control during shifting.
[0020]
In FIG. 3 schematically showing the configuration of the toroidal-type continuously variable transmission according to the present invention, a description is given of the case where the power roller 3a and the roller support member 4a tilt while the input disk 1 is rotating counterclockwise. However, when the input disk 1 rotates clockwise and the power roller 3a and the roller support member 4a tilt, the recess cam 6 is arranged as shown in FIG.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a toroidal continuously variable transmission according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a state of occurrence of torque shift.
FIG. 3 is an explanatory diagram for avoiding a torque shift according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing a main part of a piston shaft part.
FIG. 5 is a view showing a preferred arrangement example of a shift control valve.
FIG. 6 is a view showing another embodiment of the toroidal continuously variable transmission according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input disk 2 Output disk 3a Power roller 3b Power roller 4a Roller support member 4b Roller support member 5 Eccentric shaft 6 Precess cam 7 Shift control valve 8 Valve body 9 Link S Main shaft P Piston L Shaft t Clearance

Claims

入出力ディスクに挟持されて傾転自在なパワーローラを偏心軸によって回転自在に支持するとともに、所定の軸まわりに回転可能かつ軸方向への変位可能なローラ支持部材と、
前記ローラ支持部材を軸方向へ駆動する油圧シリンダと、
前記油圧シリンダへの油圧を制御する変速制御弁と、
前記ローラ支持部材の軸まわりの回動をそれにつながるピストン軸部に設けたカム及びこのカムに応動するフィードバック手段とを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラが受けるトルクによりローラ支持部材につながるピストン軸部を傾斜させ、前記フィードバック手段を介して変速制御弁にトルクシフトの防止を指令するトルクシフト防止手段を設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。A roller support member that is sandwiched between the input / output discs and can be tilted and rotatably supported by an eccentric shaft, and can be rotated about a predetermined axis and can be displaced in the axial direction;
A hydraulic cylinder for driving the roller support member in the axial direction;
A shift control valve for controlling the hydraulic pressure to the hydraulic cylinder;
In a toroidal type continuously variable transmission comprising a cam provided on a piston shaft part connected to the rotation of the roller support member about its axis and a feedback means responsive to the cam;
A toroidal type comprising torque shift prevention means for inclining a piston shaft connected to a roller support member by torque received by the power roller and instructing the shift control valve to prevent torque shift via the feedback means Continuously variable transmission.

主軸上に配置される入出力ディスクと、これら入出力ディスクの相互間に配置され該ディスクとの摩擦係合によって動力の受渡しを行うパワーローラと、このパワーローラを偏心軸を介して回転可能に保持するとともにピストン軸部に接続しその軸心に沿って昇降移動可能でかつ、軸心の周りに回転可能なローラ支持部材と、ローラ支持部材の端部でローラ支持部材と揺動可能に連結する上下のリンクからなるトロイダル型無段変速機であって、
この変速機は、ローディングカムにより挟圧されパワーローラが入出力ディスク間から押し出される向きのスラスト力に由来するローラ支持部材の変形にて、このローラ支持部材につながるピストン軸部を傾動させ、そのピストン軸部の下方に設けたプリセスカムを移動させて、このプリセスカムにつながるリンクを通して変速制御弁を動かすことで変速制御弁にトルクシフトを回避する指令を入力するトルクシフト防止機構を有する、ことを特徴とするトロイダル型無段変速機。An input / output disk arranged on the main shaft, a power roller arranged between these input / output disks and delivering power by frictional engagement with the disk, and the power roller can be rotated via an eccentric shaft A roller support member that can be held and connected to the piston shaft, can be moved up and down along the shaft center, and can be rotated around the shaft center. A toroidal continuously variable transmission comprising upper and lower links,
This transmission tilts the piston shaft connected to the roller support member by deformation of the roller support member resulting from the thrust force that is pinched by the loading cam and the power roller is pushed out between the input and output disks. It has a torque shift prevention mechanism for inputting a command for avoiding torque shift to the shift control valve by moving the recess cam provided below the piston shaft and moving the shift control valve through a link connected to the recess cam. Toroidal type continuously variable transmission.