JP6616643B2 - Continuously variable transmission - Google Patents
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Description
本発明は、無段変速装置に関し、特に、複数の無段変速機構を備え、各無段変速機構間の動力伝達経路を切換えつつ変速を行う無段変速装置に関する。 The present invention relates to a continuously variable transmission, and more particularly to a continuously variable transmission that includes a plurality of continuously variable transmission mechanisms and performs a shift while switching power transmission paths between the continuously variable transmission mechanisms.
車両等に搭載される無段変速機(Continuously Variable Transmission:CVT)においては、伝動ベルトやチェーン等の無端伝動要素が巻き掛けられた有効径が可変の一対の油圧シーブ(プーリ)を備えた無段変速機が知られている。この種の従来の無段変速機としては、ロー状態のときにはプライマリプーリの溝幅Wpが広く、セカンダリプーリの溝幅Wsが狭くなり、変速比が大きくなるとともに、オーバドライブ状態のときにはプライマリプーリの溝幅Wpが狭く、セカンダリプーリの溝幅Wsが広くなり、変速比が小さくなるように制御される(段落0004、図2、図3参照)ものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 A continuously variable transmission (CVT) mounted on a vehicle or the like is provided with a pair of hydraulic sheaves (pulleys) having variable effective diameters around which endless transmission elements such as transmission belts and chains are wound. A step transmission is known. In a conventional continuously variable transmission of this type, the groove width Wp of the primary pulley is wide and the groove width Ws of the secondary pulley is narrow when the low state is established, and the gear ratio is increased. There are known ones in which the groove width Wp is narrow, the groove width Ws of the secondary pulley is widened, and the gear ratio is controlled to be small (see paragraphs 0004, 2 and 3) (see, for example, Patent Document 1). ).
また、従来の無段変速機には複数の無段変速機構を用いたものもあった(特許文献2、3参照)。このうち、特許文献2に記載の無段変速機は、2つの無段変速機構を用いてこれを独立に制御し、独立に別々の車輪を動かすようにしてデファレンシャル機構を省略可能としたものである(第3頁左上欄15行目〜20行目参照)。
Some conventional continuously variable transmissions use a plurality of continuously variable transmission mechanisms (see Patent Documents 2 and 3). Of these, the continuously variable transmission described in Patent Document 2 uses two continuously variable transmission mechanisms that are independently controlled, and the differential mechanism can be omitted by independently moving different wheels. (Refer to
また、特許文献3に記載のものは、入力軸10の回転を、その一端に回動可能に軸支した出力軸24に対し、入力側プーリ、中間軸、出力軸を介して伝達するものである(第6頁左欄6行目〜右欄36行目、図1、図2参照)。
In addition, the device described in Patent Document 3 transmits the rotation of the
ところで、車両に用いる変速機、特に、大型車両用の変速機は、発進時等に大トルクの伝達が行われるため、この大トルクの伝達に耐え得る強度が要求される。一方、車両全般において燃費向上が要求されるところ、大量の燃料を消費する大型車両にあっては特にその要求が強い。大型車両の燃費向上には高速走行時の燃費向上が有効であるが、その実現には変速比レンジ(レシオレンジ、変速比幅)が広いことが要求される。 By the way, a transmission used in a vehicle, particularly a transmission for a large vehicle, transmits a large torque at the time of starting or the like. On the other hand, improvement in fuel efficiency is required for all vehicles, and this is particularly strong for large vehicles that consume a large amount of fuel. In order to improve the fuel consumption of large vehicles, it is effective to improve the fuel consumption during high-speed driving, but in order to achieve this, a wide gear ratio range (Resi orange, gear ratio width) is required.
このような要求に対し、上述した従来の無段変速機のうち、特許文献2に記載のものは、2組の自動変速機構のそれぞれの出力軸を別々の車輪に連結してこれら車輪を個別に駆動するものであって、一方の無段変速機構に入力した回転動力を他方の無段変速機構へと並列に伝達して一対の車輪の駆動軸へと出力するものではなかった。このため、従来の無段変速機は、2組の無段変速機構による負荷の分散には限界があり、無端伝動要素の強度上の制約から負荷が大きい大型車両等の自動変速機への適用が困難であるという問題があった。 In response to such a requirement, among the above-described conventional continuously variable transmissions, the one described in Patent Document 2 connects the output shafts of the two sets of automatic transmission mechanisms to separate wheels and individually connects these wheels. However, the rotational power input to one continuously variable transmission mechanism is not transmitted in parallel to the other continuously variable transmission mechanism and output to the drive shafts of a pair of wheels. For this reason, the conventional continuously variable transmission has a limit in the load distribution by the two continuously variable transmission mechanisms, and is applied to an automatic transmission such as a large vehicle having a large load due to the restriction on the strength of the endless transmission element. There was a problem that was difficult.
また、特許文献3に記載のものは、例えば、入力側プーリの溝幅を狭め、変速側プーリ板の溝幅を広げることで、入力側プーリの回転は一度増速されて中間プーリに伝達し、さらに増速されて変速側プーリに伝達される。すなわち、この従来の無段変速機は、実質的には入力側プーリ、中間プーリおよび変速側プーリの3つのプーリを経由した変速機構で実現されていた。このため、従来は、変速比のレンジ拡張には限界があり、燃費も充分に低減できないという問題点があった。 In addition, the one disclosed in Patent Document 3 is such that, for example, by narrowing the groove width of the input side pulley and widening the groove width of the transmission side pulley plate, the rotation of the input side pulley is once increased and transmitted to the intermediate pulley. Then, the speed is further increased and transmitted to the transmission-side pulley. That is, this conventional continuously variable transmission is substantially realized by a transmission mechanism that passes through three pulleys, namely, an input pulley, an intermediate pulley, and a transmission pulley. For this reason, conventionally, there has been a problem that the range expansion of the gear ratio is limited, and the fuel consumption cannot be sufficiently reduced.
本発明は、上述のような従来の課題を解決すべくなされたものであり、複数の無段変速機構を用いて負荷に対する強度を高めつつ変速比レンジも拡張でき、大型車両等にも適用可能でかつ燃費向上も図れる無段変速装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and can be applied to a large vehicle or the like by using a plurality of continuously variable transmission mechanisms to increase the strength with respect to the load while expanding the gear ratio range. It is another object of the present invention to provide a continuously variable transmission that can improve fuel efficiency.
本発明に係る無段変速機は、上記目的達成のため、第1の可変径プーリと第2の可変径プーリとの間に入力側の無端伝動要素を掛け渡して構成された入力側の無段変速機構と、第3の可変径プーリと前記第2の可変径プーリに対し一体回転するように結合された第4の可変径プーリとの間に出力側の無端伝動要素を掛け渡して構成された出力側の無段変速機構と、前記第1の可変径プーリおよび前記第3の可変径プーリの間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された中間クラッチと、を備え、前記中間クラッチの前記接続状態下で前記第1の可変径プーリに回転動力が入力されるときには、該回転動力を、前記第1の可変径プーリおよび前記第3の可変径プーリから前記入力側の無端伝動要素および前記出力側の無端伝動要素を介して前記第2の可変径プーリおよび前記第4の可変径プーリへと並列に伝達しつつ変速して、前記第4の可変径プーリから出力し、前記中間クラッチの前記遮断状態下で前記第1の可変径プーリに回転動力が入力されるときには、該回転動力を、前記第1の可変径プーリから前記入力側の無端伝動要素を介して前記第2の可変径プーリに伝達しつつ前段変速し、さらに前記第4の可変径プーリから前記出力側の無端伝動要素を介して前記第3の可変径プーリへと直列に伝達しつつ後段変速して、前記第3の可変径プーリから出力することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a continuously variable transmission according to the present invention has an input-side variable transmission constructed by spanning an input-side endless transmission element between a first variable-diameter pulley and a second variable-diameter pulley. An endless transmission element on the output side is stretched between a step transmission mechanism, a third variable diameter pulley, and a fourth variable diameter pulley coupled to rotate integrally with the second variable diameter pulley. A continuously variable transmission mechanism on the output side, and an intermediate clutch interposed between the first variable diameter pulley and the third variable diameter pulley so as to be switchable between a connected state and a disconnected state; When rotational power is input to the first variable diameter pulley under the engaged state of the intermediate clutch, the rotational power is transmitted from the first variable diameter pulley and the third variable diameter pulley to the input side. Through the endless transmission element and the endless transmission element on the output side. Shifting while transmitting in parallel to the second variable diameter pulley and the fourth variable diameter pulley, output from the fourth variable diameter pulley, the first clutch under the disengaged state of the intermediate clutch When rotational power is input to the variable diameter pulley, the rotational power is transmitted from the first variable diameter pulley to the second variable diameter pulley via the input endless transmission element, and the speed is changed in the preceding stage. Further, the transmission is shifted from the fourth variable diameter pulley to the third variable diameter pulley via the output endless transmission element in series, and then shifted from the third variable diameter pulley, and output from the third variable diameter pulley. It is a feature.
また、本発明に係る無段変速機は、前記第3の可変径プーリの出力経路上に配置された出力伝動軸と、前記出力伝動軸に装着された主伝動ギヤと、前記第4の可変径プーリの出力経路上に配置されるとともに前記主伝動ギヤに回転伝動する副伝動ギヤと、前記第3の可変径プーリおよび前記主伝動ギヤの間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された一方の後段クラッチと、前記第4の可変径プーリおよび前記副伝動ギヤの間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された他方の後段クラッチと、をさらに備え、前記中間クラッチの前記接続状態下で、前記一方の後段クラッチを前記遮断状態にしつつ前記他方の後段クラッチを前記接続状態にして、前記第4の可変径プーリから前記主伝動ギヤおよび前記副伝動ギヤを介し前記出力伝動軸に変速後の回転動力を出力し、前記中間クラッチの前記遮断状態下では、前記一方の後段クラッチを前記接続状態にしつつ前記他方の後段クラッチを前記遮断状態にして、前記第3の可変径プーリから前記主伝動ギヤおよび前記出力伝動軸に変速後の回転動力を出力する構成とすることができる。 The continuously variable transmission according to the present invention includes an output transmission shaft disposed on an output path of the third variable diameter pulley, a main transmission gear mounted on the output transmission shaft, and the fourth variable gear. A sub-transmission gear that is arranged on the output path of the diameter pulley and that is rotated and transmitted to the main transmission gear, and a connection state and a cutoff state can be switched between the third variable-diameter pulley and the main transmission gear. And the other rear clutch interposed between the fourth variable-diameter pulley and the sub-transmission gear so as to be switchable between a connected state and a cut-off state. Under the connected state of the clutch, the one rear clutch is brought into the disengaged state, the other rear clutch is brought into the connected state, and the fourth variable diameter pulley passes through the main transmission gear and the sub transmission gear. Said Rotational power after shifting is output to the transmission shaft, and when the intermediate clutch is in the disengaged state, the one rear clutch is in the connected state and the other rear clutch is in the disengaged state, and the third variable It can be set as the structure which outputs the rotational power after a speed change from the diameter pulley to the main transmission gear and the output transmission shaft.
また、本発明に係る無段変速機は、前記中間クラッチを前記遮断状態と前記接続状態とに切替え制御する切換え制御手段をさらに備え、前記切換え制御手段は、前記第1ないし第4の可変径プーリのそれぞれの有効径が前記入力側の無段変速機構および前記出力側の無段変速機構を同一変速比にするように制御されていることを条件に、前記中間クラッチの前記遮断状態から前記接続状態への切換えを許可する構成とすることができる。 The continuously variable transmission according to the present invention further includes switching control means for switching the intermediate clutch between the disengaged state and the connected state, and the switching control means includes the first to fourth variable diameters. Each effective diameter of the pulley is controlled from the disengaged state of the intermediate clutch on the condition that the input continuously variable transmission mechanism and the output continuously variable transmission mechanism are controlled to have the same transmission ratio. It can be set as the structure which permits the switch to a connection state.
また、本発明に係る無段変速機は、上記目的達成のため、車両の原動機と駆動車輪との間に設けられる無段変速装置であって、第1の可変径プーリと第2の可変径プーリとの間に入力側の無端伝動要素を掛け渡して構成され、前記原動機からの回転動力を前記第1の可変径プーリに入力する入力側の無段変速機構と、第3の可変径プーリと前記第2の可変径プーリに対し一体回転するように結合された第4の可変径プーリとの間に出力側の無端伝動要素を掛け渡して構成された出力側の無段変速機構と、前記原動機および前記第1の可変径プーリの間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された発進クラッチと、前記第1の可変径プーリおよび前記第3の可変径プーリの間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された中間クラッチと、前記駆動車輪に動力伝達可能な出力伝動軸と、前記出力伝動軸に装着された主伝動ギヤと、前記第4の可変径プーリの出力経路上に配置されるとともに前記主伝動ギヤに回転伝動する副伝動ギヤと、前記第3の可変径プーリおよび前記主伝動ギヤの間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された一方の後段クラッチと、前記第4の可変径プーリおよび前記副伝動ギヤの間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された他方の後段クラッチと、を備え、前記中間クラッチの前記接続状態下では、前記一方の後段クラッチを前記遮断状態にしつつ前記他方の後段クラッチを前記接続状態にし、前記第1ないし第4の可変径プーリのそれぞれの有効径を前記入力側の無段変速機構および前記出力側の無段変速機構を同一変速比にするように制御するとともに、前記第1の可変径プーリおよび前記第3の可変径プーリから前記入力側の無端伝動要素および前記出力側の無端伝動要素を介して前記第2の可変径プーリおよび前記第4の可変径プーリへと並列に動力伝達させる一方、前記第4の可変径プーリから前記主伝動ギヤおよび前記副伝動ギヤを介し前記出力伝動軸に変速後の回転動力を出力し、前記中間クラッチの前記遮断状態下では、前記一方の後段クラッチを前記接続状態にしつつ前記他方の後段クラッチを前記遮断状態にし、前記第1の可変径プーリから前記入力側の無端伝動要素を介して前記第2の可変径プーリに伝達しつつ前段変速し、さらに前記第4の可変径プーリから前記出力側の無端伝動要素を介して前記第3の可変径プーリへと直列に伝達しつつ後段変速して、前記第3の可変径プーリから前記主伝動ギヤおよび前記出力伝動軸に変速後の回転動力を出力することを特徴とするものである。 A continuously variable transmission according to the present invention is a continuously variable transmission provided between a prime mover and a drive wheel of a vehicle for achieving the above object, and includes a first variable diameter pulley and a second variable diameter. An input side continuously variable transmission mechanism configured to input an endless transmission element on the input side between the pulley and the rotational power from the prime mover to the first variable diameter pulley; and a third variable diameter pulley And an output-side continuously variable transmission mechanism configured to span an output-side endless transmission element between the second variable-diameter pulley and a fourth variable-diameter pulley coupled to rotate integrally with the second variable-diameter pulley; A starting clutch interposed between the prime mover and the first variable diameter pulley so as to be switchable between a connected state and a disconnected state, and connected between the first variable diameter pulley and the third variable diameter pulley. An intermediate clutch that can be switched between a state and a shut-off state. And an output transmission shaft capable of transmitting power to the drive wheel, a main transmission gear mounted on the output transmission shaft, and an output path of the fourth variable diameter pulley and rotating to the main transmission gear A sub-transmission gear that transmits power, the third variable-diameter pulley, and one rear-stage clutch that can be switched between a connected state and a cut-off state between the main transmission gear, the fourth variable-diameter pulley, A second rear clutch interposed between the sub-transmission gears so as to be switchable between a connected state and a disconnected state, and when the intermediate clutch is in the connected state, the one rear clutch is brought into the disconnected state. While the other rear clutch is in the connected state, the effective diameter of each of the first to fourth variable-diameter pulleys is set to the same gear ratio between the input continuously variable transmission mechanism and the output continuously variable transmission mechanism. You And the second variable diameter pulley and the second variable diameter pulley through the input endless transmission element and the output endless transmission element from the first variable diameter pulley and the third variable diameter pulley. Power is transmitted in parallel to the four variable-diameter pulleys, while the post-shift rotational power is output from the fourth variable-diameter pulley to the output transmission shaft via the main transmission gear and the sub-transmission gear, and the intermediate clutch In the disengaged state, the one second-stage clutch is brought into the connected state, the other second-stage clutch is brought into the disengaged state, and the second variable diameter pulley is connected to the second through the input-side endless transmission element. The first stage shift while transmitting to the variable diameter pulley, and the second stage while transmitting in series from the fourth variable diameter pulley to the third variable diameter pulley via the output endless transmission element. The speed is changed, and the rotational power after the speed change is output from the third variable diameter pulley to the main transmission gear and the output transmission shaft.
また、本発明に係る無段変速機は、前記入力側の無段変速機構および前記出力側の無段変速機構を前記車両の車速およびアクセル開度に基づいて制御する変速制御手段と、前記中間クラッチを前記遮断状態と前記接続状態とに切替え制御する切換え制御手段と、をさらに備え、前記切換え制御手段は、前記車両の前記車速および前記アクセル開度をパラメータとするマップに基づいて前記中間クラッチを前記接続状態と前記遮断状態とに切換え制御する構成とすることができる。 The continuously variable transmission according to the present invention includes a shift control means for controlling the input continuously variable transmission mechanism and the output continuously variable transmission mechanism based on a vehicle speed and an accelerator opening of the vehicle; Switching control means for switching and controlling the clutch between the disengaged state and the connected state, and the switching control means includes the intermediate clutch based on a map using the vehicle speed and the accelerator opening of the vehicle as parameters. Can be switched between the connected state and the disconnected state.
本発明によれば、複数の無段変速機構を用いて負荷に対する強度を高めつつ変速比レンジも拡張でき、大型車両等にも適用可能でかつ燃費向上も図れる無段変速装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a continuously variable transmission that can expand a gear ratio range while increasing strength against a load using a plurality of continuously variable transmission mechanisms, can be applied to a large vehicle, and can improve fuel efficiency. it can.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本実施の形態に係る車両10は、エンジン11に発進クラッチ12を介して接続される無段変速装置13を有し、この無段変速装置13の出力側は、プロペラシャフト15に連結されている。
As shown in FIG. 1, a
この構造により、原動機であるエンジン11の回転は、発進クラッチ12、無段変速装置13を介してプロペラシャフト15に伝達されるように構成される。そして、プロペラシャフト15にはディファレンシャル16を介して一対のアクスルシャフト17が接続される。ここで、プロペラシャフト15は、エンジン11の出力をディファレンシャル16に伝える軸であり、ディファレンシャル16は、プロペラシャフト15からの動力を両アクスルシャフト17に分けて伝える差動装置である。そして各アクスルシャフト17は、ディファレンシャル16によって分けられた動力を駆動車輪10a,10bに伝える軸である。
With this structure, the rotation of the
本実施の形態において、無段変速装置13は、入力側のベルト式無段変速機(以下、入力側CVTという)30aと出力側のベルト式無段変速機(以下、出力側CVTという)30bを備えている。入力側CVT30aは、プライマリプーリ(入力側プーリ)31とセカンダリプーリ(出力側プーリ)32との間にV字型断面の無端ベルト36aを掛け渡して構成される。プライマリプーリ31は、軸方向に移動可能な可動側プーリ半体31aと、軸方向に移動不能な固定側プーリ半体31bとを備える。プライマリプーリ31の可動側プーリ半体31aは、例えば油圧シリンダ(入力側シリンダ)31cに導入される油圧(入力側シリンダ圧)により、軸方向に移動可能に構成される。
In the present embodiment, the continuously
可動側プーリ半体31aと固定側プーリ半体31bは同軸に設けられて、回転中心から径方向外側に向かうにしたがって、互いの間隔が拡大するように構成される。これにより、可動側プーリ半体31aが軸方向に移動すると、可動側プーリ半体31aと固定側プーリ半体31bの間隔が変化し、無端ベルト36aの幅に相当する位置が径方向にずれて、無端ベルト36aがプライマリプーリ31に巻き掛かる部分の回転半径が変化するように構成される。
The
一方、セカンダリプーリ32は、軸方向に移動可能な可動側プーリ半体32aと、軸方向に移動不能な固定側プーリ半体32bとを備える。セカンダリプーリ32の可動側プーリ半体32aは、例えば油圧シリンダ(出力側シリンダ)32cに導入される油圧(出力側シリンダ圧)により、軸方向に移動可能に構成される。
On the other hand, the
可動側プーリ半体32aと固定側プーリ半体32bは同軸に設けられて、回転中心から径方向外側に向かうにしたがって、互いの間隔が拡大するように構成される。これにより、可動側プーリ半体32aが軸方向に移動すると、可動側プーリ半体32aと固定側プーリ半体32bの間隔が変化し、無端ベルト36aの幅に相当する位置が径方向にずれて、その無端ベルト36aがセカンダリプーリ32に巻き掛かる部分の回転半径が変化するように構成される。
The movable
同様に、出力側CVT30bは、プライマリプーリ(入力側プーリ)33とセカンダリプーリ(出力側プーリ)34との間にV字型断面の無端ベルト36bを掛け渡して構成される。プライマリプーリ33は、軸方向に移動可能な可動側プーリ半体33aと、軸方向に移動不能な固定側プーリ半体33bとを備える。プライマリプーリ33の可動側プーリ半体33aは、例えば油圧シリンダ(入力側シリンダ)33cに導入される油圧(入力側シリンダ圧)により、軸方向に移動可能に構成される。
Similarly, the
可動側プーリ半体33aと固定側プーリ半体33bは同軸に設けられて、回転中心から径方向外側に向かうにしたがって、互いの間隔が拡大するように構成される。これにより、可動側プーリ半体33aが軸方向に移動すると、可動側プーリ半体33aと固定側プーリ半体33bの間隔が変化し、無端ベルト36bの幅に相当する位置が径方向にずれて、無端ベルト36bがプライマリプーリ33に巻き掛かる部分の回転半径が変化するように構成される。
The movable-
一方、セカンダリプーリ34は、軸方向に移動可能な可動側プーリ半体34aと、軸方向に移動不能な固定側プーリ半体34bとを備える。セカンダリプーリ34の可動側プーリ半体34aは、例えば油圧シリンダ(出力側シリンダ)34cに導入される油圧(出力側シリンダ圧)により、軸方向に移動可能に構成される。
On the other hand, the
可動側プーリ半体34aと固定側プーリ半体34bは同軸に設けられて、回転中心から径方向外側に向かうにしたがって、互いの間隔が拡大するように構成される。これにより、可動側プーリ半体34aが軸方向に移動すると、可動側プーリ半体34aと固定側プーリ半体34bの間隔が変化し、無端ベルト36bの幅に相当する位置が径方向にずれて、その無端ベルト36bがセカンダリプーリ34に巻き掛かる部分の回転半径が変化するように構成される。
The movable-
無段変速装置13において、出力側CVT30bは、セカンダリプーリ34が結合軸37により入力側CVT30aのセカンダリプーリ32に結合される。これにより、セカンダリプーリ34はセカンダリプーリ32に対して一体回転可能となっている。また、入力側CVT30aのプライマリプーリ31と出力側CVT30bのプライマリプーリ33との間には、両者の間を接続状態と遮断状態とに切換え可能な中間クラッチ41が介装されている。
In the continuously
上述した入力側CVT30aおよび出力側CVT30bを備える無段変速装置13は、発進クラッチ12が接続状態に制御されている状態で、エンジン11の出力軸11aから入力側CVT30aのプライマリプーリ31の入力軸13aへと回転動力が入力される。入力側CVT30aは、その入力軸13aから導入された回転動力によるプライマリプーリ31の回転を、その出力軸へ伝達する。また、入力側CVT30aは、プライマリプーリ31へ導入された上記回転動力を、無端ベルト36aを介してセカンダリプーリ32から、その出力軸である結合軸37へ伝達するものである。そして、無端ベルト36aのプライマリプーリ31およびセカンダリプーリ32に巻き掛かる部分の回転半径が変化するような構造により、その変速比を無段階で変化させるものである。
The above-described continuously
また、無段変速装置13において、出力側CVT30bは、中間クラッチ41が接続状態に切換えられている状態で、プライマリプーリ33へ導入された上記回転動力を無端ベルト36bを介してセカンダリプーリ34から出力するものである。そして、無端ベルト36bのプライマリプーリ33およびセカンダリプーリ34に巻き掛かる部分の回転半径が変化するような構造により、その変速比を無段階で変化させるものである。
In the continuously
上記構成を有する無段変速装置13は、中間クラッチ41の接続状態下で入力側CVT30aのプライマリプーリ31にエンジン11からの回転動力が入力されるときには、該回転動力を、入力側CVT30aのプライマリプーリ31および出力側CVT30bのプライマリプーリ33から入力側の無端ベルト36aおよび出力側の無端ベルト36bを介して入力側CVT30aのセカンダリプーリ32および出力側CVT30bのセカンダリプーリ34へと並列に伝達しつつ変速して、出力側CVT30bのセカンダリプーリ34から出力するようになっている。
When the rotational power from the
これに対し、中間クラッチ41の遮断状態下で入力側CVT30aのプライマリプーリ31にエンジン11からの回転動力が入力されるときには、該回転動力を、入力側CVT30aのプライマリプーリ31から入力側の無端ベルト36aを介してセカンダリプーリ32に伝達しつつ変速し、さらに出力側CVT30bのセカンダリプーリ34から出力側の無端ベルト36aを介してプライマリプーリ33へと直列に伝達しつつ変速して、該プライマリプーリ33から出力するようになっている。以下、入力側CVT30aのプライマリプーリ31から無端ベルト36aを介してセカンダリプーリ32に伝達しつつ行う上記変速を前段変速と呼び、出力側CVT30bのセカンダリプーリ34から無端ベルト36aを介してプライマリプーリ33へと直列に伝達しつつ行う変速を後段変速と呼ぶものとする。
On the other hand, when the rotational power from the
このように、本実施の形態の無段変速装置13においては、入力側の無段変速機構であるCVT30aは、第1の可変径プーリであるプライマリプーリ31と第2の可変径プーリであるセカンダリプーリ32との間に入力側の無端伝動要素である無端ベルト36aを掛け渡して構成されている。出力側の無段変速機構であるCVT30bは、第3の可変径プーリであるプライマリプーリ33と、入力側の無段変速機構の第2の可変径プーリであるセカンダリプーリ32に対し一体回転するように結合された第4の可変径プーリであるセカンダリプーリ34との間に出力側の無端伝動要素である無端ベルト36bを掛け渡して構成されている。
Thus, in the continuously
そして、この無段変速装置13においては、中間クラッチ41の接続状態下で第1の可変径プーリに回転動力が入力されるときには、該回転動力を、第1の可変径プーリおよび第3の可変径プーリから入力側の無端伝動要素および出力側の無端伝動要素を介して第2の可変径プーリおよび第4の可変径プーリへと並列に伝達しつつ変速して、第4の可変径プーリから出力し、中間クラッチ41の遮断状態下で第1の可変径プーリに回転動力が入力されるときには、該回転動力を、第1の可変径プーリから入力側の無端伝動要素を介して第2の可変径プーリに伝達しつつ前段変速し、さらに第4の可変径プーリから出力側の無端伝動要素を介して第3の可変径プーリへと直列に伝達しつつ後段変速して、第3の可変径プーリから出力するようになっている。
In the continuously
図1に示す車両10は、無段変速装置13の後段に、出力側CVT30bのプライマリプーリ33の出力経路上に配置された出力伝動軸51と、出力伝動軸51に装着された主伝動ギヤ53と、出力側CVT30bのセカンダリプーリ34の出力経路上に配置されるとともに主伝動ギヤ53に直接又は間接的に回転伝動する、例えばアイドラを介して回転伝動する副伝動ギヤ54とが設けられている。出力伝動軸51は、駆動車輪10a,10bを駆動するプロペラシャフト15に対して一体回転可能に結合されている。また、無段変速装置13の後段は、出力側CVT30bのプライマリプーリ33および主伝動ギヤ53の間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された後段クラッチ42と、出力側CVT30bのセカンダリプーリ34および副伝動ギヤ54の間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された後段クラッチ43とを備えている。
The
無段変速装置13の後段に上記機構を有する車両10は、無段変速装置13の中間クラッチ41の接続状態下で、一方の後段クラッチ42を遮断状態にしつつ他方の後段クラッチ43を接続状態にして、出力側CVT30bのセカンダリプーリ34から主伝動ギヤ53および副伝動ギヤ54を介し出力伝動軸51に変速後の回転動力を出力するようになっている。また、車両10は、上記中間クラッチ41の遮断状態下では、一方の後段クラッチ42を接続状態にしつつ他方の後段クラッチ43を遮断状態にして、出力側CVT30bのプライマリプーリ33から主伝動ギヤ53および出力伝動軸51に変速後の回転動力を出力するようになっている。
The
車両10において、発進クラッチ12、中間クラッチ41、後段クラッチ42、後段クラッチ43を接断させる油圧シリンダ12a,41a,42a,43a(図2参照)は、図1には図示していないこれら各クラッチのハウジング内にそれぞれ設けられる。また、車両10は、電動モータ61、オイルポンプ62、油圧制御装置63、変速制御ECU70およびエンジンECU80を備えている。この車両10では、電動モータ61あるいはエンジン11によりオイルポンプ62を駆動することにより上記油圧シリンダ12a,41a,42a,43a、および上述した無段変速装置13の各油圧シリンダ31c,32c,33c,34cに導入する油圧を発生させ、その発生した油圧を油圧制御装置63がシリンダ毎に制御する。
In the
図2に示すように、本実施の形態において、油圧制御装置63、変速制御ECU70およびエンジンECU80は、無段変速装置13の変速制御装置100を構成している。変速制御装置100には、さらに、変速制御ECU70と油圧制御装置63間の制御情報の送受を行う入出力回路75、油圧制御装置63と油圧配管63a,63bによりそれぞれ接続される油圧シリンダ31c〜34c,12a,41a〜43a、車速を検知する車速センサ91、図示しないアクセルの踏込み量に応じてエンジンECU80により制御されるアクセル開度を検知するアクセル開度センサ92が含まれる。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the
変速制御ECU70は、図2に典型例で例示するように、入出力インターフェース回路(I/O)71、CPU(Central Processing Unit;中央制御部)72、RAM(Random Access Memory)73、ROM(Read Only Memory)74を含むコンピュータ構成のものである。変速制御ECU70は、CAN通信路を介してエンジンECU80と、車速センサ91およびアクセル開度センサ92と接続されている。
As illustrated in a typical example in FIG. 2, the
変速制御ECU70において、ROM74には、無段変速装置13の変速制御を行う変速制御プログラムと、その変速制御に用いる変速制御マップが格納されている。変速制御マップは、車両10の車速とアクセル開度をパラメータとして入力側CVT30aと出力側CVT30b間の動力伝達経路と変速態様を関連付けたデータである。
In the
変速制御ECU70において、CPU72は、ROM74に格納された変速制御プログラムおよび変速制御マップデータをRAM73の作業領域に移し、変速制御プログラムを起動して変速制御マップデータに基づく無段変速装置13の動力伝達経路の切換えと変速の制御を行う。具体的に、CPU72は、車速センサ91の検知出力とアクセル開度センサ92の検知出力を入出力インターフェース回路71を介してCAN通信路から取込み、上記両検知出力からそれぞれ算出した車両10の車速とアクセル開度に応じて変速制御マップ上の設定となるように入力側CVT30aおよび出力側CVT30bの動力伝達経路の切換えと変速の制御を行う。
In the
上記切換えの制御について、CPU72は、油圧制御装置63から油圧シリンダ41a,42a,43aに供給する油圧を制御してそれぞれ対応する中間クラッチ41、後段クラッチ42、後段クラッチ43を接続状態または切断状態に制御(接断制御)する。また、上記変速の制御について、CPU72は、油圧制御装置63から油圧シリンダ31c,32c,33c,34cに供給する油圧を制御してそれぞれ対応する入力側CVT30aのプライマリプーリ31,セカンダリプーリ32、出力側CVT30bのプライマリプーリ33,セカンダリプーリ34の各可動側プーリ半体31a,32a,33a,34aをそれぞれ軸方向に移動させ、これにより、対応する固定側プーリ半体31b,32b,33b,34bとの間隔を調整する。
With respect to the switching control, the
このように、変速制御ECU70は、本実施の形態に係る無段変速装置13の中間クラッチ41,後段クラッチ42,43を遮断状態と接続状態とに切換える切換え制御手段を構成する。また、変速制御ECU70は、無段変速装置13における入力側CVT30aと出力側CVT30bの動力伝達経路の切換えと変速を車両10の車速およびアクセル開度に基づいて制御する変速制御手段を構成する。
Thus, the
本実施の形態において、変速制御装置100における変速制御ECU70のROM74に格納される変速制御マップは、車速とアクセル開度をパラメータとする入力側CVT30aと出力側CVT30bの動力伝達態様および変速態様の関連付け(組合せ)に関して、例えば、図3に示すような設定分布を有する。
In the present embodiment, the shift control map stored in the
図3において、四角形で示す設定値P0,P1,P2およびP5は、入力側CVT30aと出力側CVT30bとで回転動力を並列に伝達する動作点(運転条件)を示し、三角形で示す設定値P3,P4は、入力側CVT30aと出力側CVT30bとで回転動力を直列に伝達する動作点を示している。なお、図3の例では、代表的な動作点の分布を例示したものであり、実際には、多数の動作点が存在していることはいうまでもない。
In FIG. 3, set values P0, P1, P2, and P5 indicated by squares indicate operating points (operating conditions) for transmitting rotational power in parallel between the
図3に示すように、設定値P0〜P2に着目すると、本実施の形態では、車速が0から規定値以下の低速の場合、例えば車速がV1からV2近傍の車速領域においては入力側CVT30aと出力側CVT30b間で回転動力を並列に伝達する設定となっている。設定値P3とP4に着目すると、その後、車速が規定値以上かつアクセル開度が規定値以下となった場合、例えばV3近傍からV5近傍までの高速領域においては、入力側CVT30aと出力側CVT30b間で回転動力を直列に伝達する設定となっている。さらに、設定値P5に着目すると、車速がV3近傍を超える高速領域であっても、アクセル開度が規定値以上の場合には入力側CVT30aと出力側CVT30b間の動力伝達を直列に伝達する状態から並列に伝達する状態に戻す設定となっている。設定値P5は、高速領域で例えばアクセルを急にかつ強く踏むなどによってトルク不足が発生する状況等を考慮して設定されたものである。
As shown in FIG. 3, focusing on the set values P0 to P2, in the present embodiment, when the vehicle speed is low from 0 to a specified value, for example, in the vehicle speed region in the vicinity of V1 to V2, the
次に、本実施の形態に係る変速制御装置100における無段変速装置13の変速制御について図4に示すフローチャートを参照して説明する。この変速制御は、変速制御ECU70がROM74から上記変速制御マップとともにRAM73の作業領域に移した上記変速制御プログラム(図3参照)に従って実施する。
Next, the shift control of continuously
図4における無段変速装置13の変速制御が開始されると、変速制御ECU70(CPU72)は、車速センサ91の検知出力をCAN通信路から入出力インタフェース回路71を通じて取り込むとともに(ステップS1)、同じくCAN通信路から入出力インタフェース回路71を通じてアクセル開度センサ92の検知出力を取り込む(ステップS2)。
When the shift control of the continuously
次に、変速制御ECU70は、上記ステップS1で取り込んだ車速センサ91の検知出力から車速を算出するとともに、上記ステップS2で取り込んだアクセル開度センサ92の検知出力からアクセル開度を算出する。さらに、変速制御ECU70は、算出した車速およびアクセル開度をキーに変速制御マップ上の当該車速およびアクセル開度に対応する設定値を参照する(ステップS3)。
Next, the
引き続き、変速制御ECU70は、上記ステップS3で参照して上記設定値に基づいて入力側CVT30aと出力側CVT30b間の動力伝達経路の切換え条件が成立したか否かを判定する(ステップS4)。このステップS4の処理においては、上記ステップS3で上記両検出値から算出した車速とアクセル開度を上記ステップS3で参照した変速制御マップ上の設定値と照合し、算出した車速が予め設定された規定値を超えるか否か、算出したアクセル開度が予め設定した規定値を超えるか否か等の判断結果に基づいて上記切換え条件が成立したか否かが判定される。
Subsequently, the
上記判定処理において、動力伝達経路の切換え条件が成立していないと判定された場合(ステップS4でNO)、変速制御ECU70は、上記ステップS3で参照した設定値に基づいて入力側CVT30aおよび出力側CVT30bの変速の制御を行い(ステップS5)、その後、ステップS1以降の処理を続行する。
If it is determined in the determination process that the power transmission path switching condition is not satisfied (NO in step S4), the
これに対し、上記動力伝達経路の切換え条件が成立したと判定された場合(ステップS4でYES)、変速制御ECU70は、動力伝達経路の切換え方向が並列から直列か、直列から並列かを判定する(ステップS6)。
On the other hand, when it is determined that the power transmission path switching condition is satisfied (YES in step S4), the
ここで、動力伝達経路の切換え方向が並列から直列であると判定された場合(ステップS6で並列→直列)、変速制御ECU70は、油圧制御装置63から油圧シリンダ41a,42a,43aに供給する油圧を制御し、中間クラッチ41を接続状態から遮断状態に切換えるとともに、後段クラッチ42を遮断状態から接続状態に切換え、かつ、後段クラッチ43を接続状態から遮断状態に切換える(ステップS8)。この動力伝達経路の切換え制御により、入力側CVT30aと出力側CVT30bは、例えば、図6に示すように、入力軸13aからの回転動力を直列に伝達して出力側CVT30bのプライマリプーリ33の出力軸から出力伝動軸51へと出力する状態に切換えられることとなる。その後、変速制御ECU70は、ステップS1以降の処理を続行する。
Here, when it is determined that the switching direction of the power transmission path is parallel to serial (parallel to serial in step S6), the
これに対し、動力伝達経路の切換え方向が直列から並列であると判定された場合(ステップS6で直列→並列)、変速制御ECU70は、入力側CVT30aと出力側CVT30bが回転動力を直列に伝達可能な状態を保ったうえで互いの変速比を同一変速比に制御する(ステップS7)。ここで、変速制御ECU70は、油圧制御装置63から油圧シリンダ31c,32c,33c,34cに供給する油圧を制御し、各可動側プーリ半体31a,32a,33a,34aと対応する各固定側プーリ半体31b,32b,33b,34bとの間隔をそれぞれ調整することにより入力側CVT30aと出力側CVT30bを同一変速比に制御する。
On the other hand, when it is determined that the switching direction of the power transmission path is parallel from the series (series → parallel in step S6), the
上記ステップS7での変速制御により入力側CVT30aと出力側CVT30bが同一変速比に制御された後、変速制御ECU70は、油圧制御装置63から油圧シリンダ41a,42a,43aに供給する油圧を制御し、中間クラッチ41を遮断状態から接続状態に切換えるとともに、後段クラッチ42を接続状態から遮断状態に切換え、かつ、後段クラッチ43を遮断状態から接続状態に切換える(ステップS8)。この切換え制御により、入力側CVT30aと出力側CVT30bは、例えば、図5に示すように、入力軸13aからの回転動力を並列に伝達して出力側CVT30bのセカンダリプーリ34の出力軸から副伝動ギヤ54へと出力する状態に切換えられることとなる。その後、変速制御ECU70は、ステップS1以降の処理を続行する。
After the
次に、変速制御ECU70の制御に基づく無段変速装置13の動作について図5および図6を参照して説明する。
Next, the operation of the continuously
まず、図5を参照し、発進から低速走行時の動作について説明する。この速度領域は、例えば、図3における車速V0〜V2近傍の速度領域に相当する。車両10において、エンジン11が始動し、車両10が停止しているとき、無段変速装置13は、変速制御ECU70によって、車速およびアクセル開度に対応する変速制御マップの設定値(図3参照)に基づき、図5(a)に示すように、中間クラッチ41が接続状態にされるとともに、後段クラッチ42と後段クラッチ43がそれぞれ遮断状態と接続状態に制御される。また、このとき、変速制御ECU70は、入力側CVT30aと出力側CVT30bを、例えば、プライマリプーリ31およびセカンダリプーリ32間の変速比と、プライマリプーリ33およびセカンダリプーリ34間の変速比が常に同一になるように制御する。
First, with reference to FIG. 5, the operation | movement at the time of low speed driving | running | working from a start is demonstrated. This speed region corresponds to, for example, a speed region near the vehicle speeds V0 to V2 in FIG. In the
車両10が停止している状態から運転者のクラッチ接続操作によって発進クラッチ12が接続状態に制御されると、エンジン11の出力軸11aの回転動力は、発進クラッチ12を介して入力側CVT30aにおけるプライマリプーリ31の入力軸13aへと導入される。
When the
入力側CVT30aの入力軸13aからプライマリプーリ31に回転動力が入力されると、その回転動力によりプライマリプーリ31が回転する。ここで、中間クラッチ41が接続状態にあるため、プライマリプーリ31の回転動力はその回転軸を通して出力側CVT30bのプライマリプーリ33に伝達される。伝達された回転動力にプライマリプーリ33が回転すると、その回転動力が出力側の無端ベルト36bを介してセカンダリプーリ34に伝達される。これにより、セカンダリプーリ34は、この時のプライマリプーリ33とセカンダリプーリ34間の変速比で回転する。
When rotational power is input to the
また、入力軸13aから入力された回転動力は、該回転動力に基づくプライマリプーリ31の回転によって入力側の無端ベルト36aを介してセカンダリプーリ32に伝達される。これにより、セカンダリプーリ32は、この時のプライマリプーリ31とセカンダリプーリ32間の変速比で回転する。セカンダリプーリ32の回転動力は、該セカンダリプーリ32の回転軸と一体となって回転する結合軸37へと伝達される。結合軸37に伝達された回転動力は、プライマリプーリ33から出力側の無端ベルト36bを介して回転動力が伝達されている出力側CVT30bのセカンダリプーリ34へとさらに伝達される。このとき、後段クラッチ42が遮断状態にあり、かつ、後段クラッチ43が接続状態にあるため、入力軸13aから入力された回転動力は、出力側CVT30bのセカンダリプーリ34の出力軸から後段クラッチ43を介して副伝動ギヤ54へと出力される。
The rotational power input from the
このように、無段変速装置13は、中間クラッチ41の接続状態下で入力側CVT30aのプライマリプーリ31に回転動力が入力されるときには、該回転動力を、入力側CVT30aのプライマリプーリ31および出力側CVT30bのプライマリプーリ33から入力側の無端ベルト36aおよび出力側の無端ベルト36bを介して入力側CVT30aのセカンダリプーリ32および出力側CVT30bのセカンダリプーリ34へと並列に伝達しつつ変速して、セカンダリプーリ34から出力される。
As described above, the continuously
このとき、無段変速装置13の後段と駆動車輪10a,10bの間では、後段クラッチ42が遮断状態に制御され、後段クラッチ43が接続状態に制御されている。これにより、無段変速装置13において出力側CVT30bのセカンダリプーリ34の出力軸から出力された回転動力は、後段クラッチ43、副伝動ギヤ54、主伝動ギヤ53を介して出力伝動軸51に伝達される。これにより、出力伝動軸51からは、入力側CVT30aと出力側CVT30bによる変速後の回転動力が出力される。さらにこの回転動力は、プロペラシャフト15に伝達され、該回転動力に基づくプロペラシャフト15の回転がディファレンシャル16、一対のアクスルシャフト17を介して伝達され、駆動車輪10a,10bを回転駆動する。これにより、車両10は発進(走行)可能となる。
At this time, between the rear stage of the continuously
発進後、車両10は、運転者によるアクセルの踏み込み量に応じて車速が増していく。この間、変速制御ECU70は、図5(a)および(b)に示すように、回転動力を並列に伝達可能に連結されている入力側CVT30aおよび出力側CVT30bの変速を、車速とアクセル開度に基づき変速制御マップを参照して制御する。
After starting, the
具体的に、変速制御ECU70は、発進直後は、例えば図5(a)に示すように、プライマリプーリ31およびセカンダリプーリ32間の変速比と、プライマリプーリ33およびセカンダリプーリ34間の変速比が最大側になるように変速制御を行う。その際、変速制御ECU70は、図5(a)に示すように、入力側CVT30aおよび出力側CVT30bについて、それぞれ、プライマリプーリ31および33の各プーリ半体31a,31bおよび33a,33b間の間隔を広くして回転半径を小さくする一方でセカンダリプーリ32および34の各プーリ半体32a,32bおよび34a,34b間の間隔を狭くして回転半径を大きくするように制御する。
Specifically, the speed
その後、変速制御ECU70は、車速が増すに従ってプライマリプーリ31およびセカンダリプーリ32間の変速比、およびプライマリプーリ33およびセカンダリプーリ34間の変速比が徐々に小さくするようにしていく増速の制御を行う。その際、変速制御ECU70は、例えば図5(b)に示すように、入力側CVT30aおよび出力側CVT30bについて、それぞれ、プライマリプーリ31および33の各プーリ半体31a,31bおよび33a,33b間の間隔を狭くして回転半径を大きくする一方でセカンダリプーリ32および34の各プーリ半体32a,32bおよび34a,34b間の間隔を広くして回転半径を小さくするように制御する。図5(b)の例において、プライマリプーリ31およびセカンダリプーリ32間、およびプライマリプーリ33およびセカンダリプーリ34間は、最小変速比側の値となるように変速制御されている。
Thereafter, the speed
図5に示すように、変速制御ECU70は、発進時や低速・中速の高負荷時等の低変速段時、中間クラッチ41を接続状態とするとともに、後段クラッチ42を遮断状態、かつ後段クラッチ43を接続状態とすることにより入力側CVT30aと出力側CVT30bを回転動力を並列に伝達可能な状態に切換えたうえで、これら入力側CVT30aと出力側CVT30bの変速を図5(a)に示す最大変速比と図5(b)に示す最小変速比の間の適宜の変速比で制御可能である。
As shown in FIG. 5, the
入力側CVT30aと出力側CVT30bを回転動力を並列に伝達可能な状態に切換えた状態(図5参照)おいては、変速時に各CVT30a,30bを構成する各プーリ31,32,33,34にかかる負荷を低減し、無段変速装置13全体のトルク容量を増加させることができる。
In a state where the
次に、図6を参照し、無段変速装置13の高速走行時の動作について説明する。この速度領域は、例えば、図3における車速V2を超える速度領域に相当する。
Next, the operation of the continuously
図6(a)は、図5(b)の変速状態に近い状態を図示しているが、例えば入力側CVT30a、出力側CVT30bが図5(b)の状態から図6(a)の状態に動力伝達経路が切り換えられる際にトータルの変速比の変化が小さくなる所定の切換え条件を満足するときの無段変速装置13の変速態様を示している。具体的には、図5(b)に示す最小変速比側の変速態様から少し最大変速比側寄りの変速態様を示している。
FIG. 6A shows a state close to the speed change state of FIG. 5B. For example, the
このとき、変速制御ECU70は、車速およびアクセル開度が図3に示す設定分布中、例えば設定値P3に対応する値になったことを認識して動力伝達経路の切換え条件が成立したと判定する(図4のステップS4参照)。
At this time, the speed
上述した動力伝達経路の切換え条件が成立したとの判定結果に基づき、変速制御ECU70は、無段変速装置13の入力側CVT30aと出力側CVT30b間の動力伝達経路の切換え制御を行う(図4のステップS6〜S8参照)。このとき、変速制御ECU70は、切換え方向が並列から直列の方向であることを認識し、図6(a)に示すように、後段クラッチ42を接続状態、かつ後段クラッチ43を遮断状態に制御する。
Based on the determination result that the power transmission path switching condition described above is satisfied, the
この状態で、入力側CVT30aは、入力軸13aから入力された回転動力によりプライマリプーリ31が回転駆動される。ここで、中間クラッチ41が遮断状態にあるため、プライマリプーリ31の回転による回転動力は、出力側CVT30bのプライマリプーリ33に伝達されることはない。一方、入力軸13aから入力された回転動力は、その回転動力に基づくプライマリプーリ31の回転によって入力側の無端ベルト36aを介してセカンダリプーリ32に伝達される。これにより、セカンダリプーリ32は、この時のプライマリプーリ31とセカンダリプーリ32間の変速比で回転駆動され、入力側CVT30a、つまり無段変速装置13の前段変速機構による変速(前段変速)が行われる。
In this state, in the
セカンダリプーリ32の回転動力は、該セカンダリプーリ32の回転軸と一体となって回転する結合軸37へと伝達される。結合軸37に伝達された回転動力は、出力側CVT30bのセカンダリプーリ34に伝達され、次いで該セカンダリプーリ34から無端ベルト36bを介してプライマリプーリ33へと伝達される。これにより、プライマリプーリ33は、この時のセカンダリプーリ34とプライマリプーリ33の変速比で回転駆動され、出力側CVT30b、つまり無段変速装置13の後段変速機構による変速(後段変速)が行われる。
The rotational power of the
また、このとき、後段クラッチ42が接続状態であり、かつ、後段クラッチ43が遮断状態である。このため、入力軸13aから入力された回転動力は、入力側CVT30aのプライマリプーリ31、入力側の無端ベルト36a、セカンダリプーリ32、連結軸37、出力側CVT30bのセカンダリプーリ34、出力側の無端ベルト36b、プライマリプーリ33の順に伝達され、プライマリプーリ33の出力軸から後段クラッチ42を介して出力伝動軸51へと出力される。
At this time, the
このように、無段変速装置13は、中間クラッチ41の遮断状態下でプライマリプーリ31に回転動力が入力されるときには、該回転動力を、プライマリプーリ31から入力側の無端ベルト36aを介してセカンダリプーリ32に伝達しつつ前段変速する。さらにセカンダリプーリ32から結合軸37を介してセカンダリプーリ34に回転を伝達し、このセカンダリプーリ34から出力側の無端ベルト36bを介してプライマリプーリ33へと直列に伝達しつつ後段変速して、当該プライマリプーリ33から出力伝動軸51へと出力される。図6(a)に示す変速態様においては、比較的低エンジン回転で高速走行が可能となり、車両10の燃費を低減させることができる。
As described above, the continuously
図6(a)に示すように入力側CVT30aと出力側CVT30b間で回転動力を直列で伝達可能に切換えた後、変速制御ECU70は、入力側CVT30aと出力側CVT30bの変速比を個別に制御し、アクセル開度が増すにつれてさらに増速側へと変速させる。具体例として、変速制御ECU70は、例えば図6(b)に示すように、入力側CVT30aについてはプライマリプーリ31の各プーリ半体31a,31b間の間隔を狭くし、セカンダリプーリ32の各プーリ半体32a,32b間の間隔を広くしていく。これと同時に、出力側CVT30bについてはセカンダリプーリ34の各プーリ半体32a,32b間の間隔を狭くし、プライマリプーリ33の各プーリ半体33a,33b間の間隔を広くするように制御する。図6(b)に示す変速態様においては、図6(b)の変速態様と比較して、低エンジン回転でさらなる高速走行が可能となり、車両10の燃費をさらに低減させることができる。
After switching the rotational power between the
なお、動力直列伝達状態での車両10の走行中(図6参照)、変速制御ECU70は、動力伝達経路切換え条件が成立し、切換え方向が直列から並列であると判定した場合、入力側CVT30aと出力側CVT30bとを同一の変速比としたうえで両者間の動力伝達経路を再び直列から並列へと切換える制御を行う。この制御の一例として、変速制御ECU70は、車両10が例えば図3の車速V5から緩やかに減速していく途中で図3における設定値P2に対応する組合せを有する車速およびアクセル開度を検出した場合には、図6(b)の動力直列伝達状態および変速状態から図6(a)の変速態様を経て図5(b)における動力並列伝達状態へと切換える制御を行う。
When the
また、上述した動力伝達経路を直列から並列へと切換える制御の対象としては、車両10が例えば図3の車速V3を超える速度で走行中、急制動がかけられた場合や、アクセルが大きく踏み込まれることによるキックダウン領域の加速要求が発生する場合がある。具体的には、車両10が上記速度で高速走行しているとき、図3における設定値P5に対応する車速およびアクセル開度が検出される場合が挙げられる。
In addition, as an object of control for switching the power transmission path described above from serial to parallel, when the
この場合、変速制御ECU70は、設定値P5に対応する車速およびアクセル開度を検出すると、例えば、図6(b)の動力直列伝達状態および変速状態から、入力側CVT30aと出力側CVT30bを同一変速比にする制御を経て、図5(a)の動力並列伝達状態および変速状態へと短時間で移行するよう制御可能である。
In this case, when the
このように、本実施の形態に係る無段変速装置13は、入力側CVT30a、および出力側CVT30bが、それぞれ、プライマリプーリ31である第1の可変径プーリとセカンダリプーリ32である第2の可変径プーリとの間に入力側の無端ベルト36aである無端伝動要素を掛け渡して構成された入力側の無段変速機構、およびプライマリプーリ33である第3の可変径プーリと上記第2の可変径プーリに対し一体回転するように結合されたセカンダリプーリ34である第4の可変径プーリとの間に出力側の無端ベルト36bである無端伝動要素を掛け渡して構成された出力側の無段変速機構を構成する。
Thus, in the continuously
そして、本実施の形態に係る無段変速装置13は、中間クラッチ41の接続状態下で第1の可変径プーリに回転動力が入力されるときには、該回転動力を、第1の可変径プーリおよび第3の可変径プーリから入力側の無端伝動要素および出力側の無端伝動要素を介して第2の可変径プーリおよび第4の可変径プーリへと並列に伝達しつつ変速して、第4の可変径プーリから出力し、中間クラッチ41の遮断状態下で第1の可変径プーリに回転動力が入力されるときには、該回転動力を、第1の可変径プーリから入力側の無端伝動要素を介して第2の可変径プーリに伝達しつつ前段変速し、さらに第4の可変径プーリから出力側の無端伝動要素を介して第3の可変径プーリへと直列に伝達しつつ後段変速して、第3の可変径プーリから出力する。
The continuously
この構成により、本実施の形態に係る無段変速装置13は、入力側と出力側の2組の無段変速機構を備え、入力側の無段変速機構に入力された回転動力を出力側の無段変速機構へと並列に伝達して変速するように切換えることで効率よく負荷分散ができ、単体の無段変速機構を用いる場合に比べて、第1ないし第4の可変径プーリの負荷を低減しつつ変速機構のトルク容量を増加させることができる。これにより、本実施の形態に係る無段変速装置13は、単体の無段変速機構では強度上耐えられない大きな負荷がかかる自動変速機構への適用も可能となる。
With this configuration, the continuously
また、上記構成により、本実施の形態では、入力側の無段変速機構による前段変速と出力側の無段変速機構による後段変速を直列につなぐことで、単体の無段変速機構を用いる場合に比べて各無段変速機構の第1ないし第4の可変径プーリの半径の増大を抑えつつも変速比レンジを大幅に拡張できる。 In addition, with the above configuration, in the present embodiment, when a single stepless transmission mechanism is used by connecting in series a front shift by the input continuously variable transmission mechanism and a subsequent shift by the output continuously variable transmission mechanism. In comparison, the gear ratio range can be greatly expanded while suppressing an increase in the radius of the first to fourth variable diameter pulleys of each continuously variable transmission mechanism.
また、本実施の形態に係る無段変速装置13においては、第3の可変径プーリの出力経路上に配置された出力伝動軸51と、出力伝動軸51に装着された主伝動ギヤ53と、第4の可変径プーリの出力経路上に配置されるとともに主伝動ギヤ53に回転伝動する副伝動ギヤ54と、第3の可変径プーリおよび主伝動ギヤ53の間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された一方の後段クラッチ42、第4の可変径プーリおよび副伝動ギヤ54の間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された他方の後段クラッチ43と、をさらに備える。
In the continuously
そして、本実施の形態に係る無段変速装置13においては、中間クラッチ41の接続状態下で、一方の後段クラッチ42を遮断状態にしつつ他方の後段クラッチ43を接続状態にして、第4の可変径プーリから主伝動ギヤ53および副伝動ギヤ54を介し出力伝動軸51に変速後の回転動力を出力し、中間クラッチ41の遮断状態下では、一方の後段クラッチ42を接続状態にしつつ他方の後段クラッチ43を遮断状態にして、第3の可変径プーリから主伝動ギヤ53および出力伝動軸51に変速後の回転動力を出力する。
In the continuously
この構成により、本実施の形態に係る無段変速装置13では、入力側の無段変速機構に入力された回転動力を、出力側の無段変速機構へと並列に伝達する状態と直列に伝達する状態とに応じて適切に後段へと伝達することができる。
With this configuration, in the continuously
また、本実施の形態に係る無段変速装置13において、変速制御ECU70は、中間クラッチ41を遮断状態と接続状態とに切替え制御する切換え制御手段を構成する。この切換え制御手段は、第1ないし第4の可変径プーリのそれぞれの有効径が入力側の無段変速機構および出力側の無段変速機構を同一変速比にするように制御されていることを条件に、中間クラッチ41の遮断状態から接続状態への切換えを許可する。
Further, in continuously
この構成により、本実施の形態に係る無段変速装置13では、入力側の無段変速機構に入力された回転動力を出力側の無段変速機構へと直列に伝達しているときに両者の変速比が異なる状態のまま出力側の無段変速機構へと並列に伝達する状態へ切換えられることを回避することができ、入力側の無段変速機構に入力された回転動力を出力側の無段変速機構へと直列に伝達して変速する状態から並列に伝達して変速する状態への切換えを円滑に行うことができる。以上のように、本実施の形態においては、複数の無段変速機構を用いて負荷に対する強度を高めつつ変速比レンジも拡張でき、大きな負荷がかかる場合にも適用可能な無段変速装置13を提供することができる。
With this configuration, in the continuously
また、本実施の形態に係る無段変速装置13は、大きな負荷に耐え得る強度を有するため、大型車両等の自動変速機構への適用も可能になる。無段変速装置13を搭載した大型車両においては、変速制御ECU70が、車両10の車速およびアクセル開度をパラメータとするマップに基づいて入力側CVT30aと出力側CVT30b間で回転動力を並列に伝達して出力する状態と直列に伝達して出力する状態とを切換えることで、変速比レンジを大幅に拡張でき、燃費の向上も図れる。
Further, the continuously
上述の一実施の形態では、2組の無段変速機構を並列で使用する状態と直列で使用する状態で切換える構成について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の変形や応用が可能である。例えば、本発明は、無端伝動要素にかかる負荷や実装可能サイズ等を考慮に入れた設計によっては3組以上の無段変速機構を用いた構成としてもよい。 In the above-described embodiment, the configuration in which two sets of continuously variable transmission mechanisms are switched between a state in which they are used in parallel and a state in which they are used in series has been described, but the present invention is not limited to this, and various modifications and applications are possible. It is. For example, the present invention may be configured using three or more continuously variable transmission mechanisms depending on a design that takes into account the load applied to the endless transmission element, the mountable size, and the like.
また、上述の一実施の形態では、発進クラッチ12、中間クラッチ41、後段クラッチ42,43、ならびに各可変径プーリ(31,32,33,34)を油圧で駆動するものとした例を挙げたが、電動式のものを採用した構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the start clutch 12, the intermediate clutch 41, the
以上説明したように、本発明は、複数の無段変速機構を用いて負荷に対する強度を高めつつ変速比レンジも拡張できるものである。かかる本発明は、大型車両用の変速装置等、大トルクの伝達を必要とする大型の無段変速装置全般に有用である。 As described above, according to the present invention, the gear ratio range can be expanded while increasing the strength against the load by using a plurality of continuously variable transmission mechanisms. The present invention is useful for large-sized continuously variable transmissions that require transmission of large torque, such as transmissions for large vehicles.
10 車両
10a,10b 駆動車輪
11 エンジン(原動機)
12 発進クラッチ
13 無段変速装置
30a 入力側CVT(入力側の無段変速機構)
30b 出力側CVT(出力側の無段変速機構)
31 プライマリプーリ(第1の可変径プーリ)
32 セカンダリプーリ(第2の可変径プーリ)
33 プライマリプーリ(第3の可変径プーリ)
34 セカンダリプーリ(第4の可変径プーリ)
36a 無端ベルト(入力側の無端伝動要素)
36b 無端ベルト(出力側の無端伝動要素)
37 結合軸
41 中間クラッチ
42 後段クラッチ(一方の後段クラッチ)
43 後段クラッチ(他方の後段クラッチ)
51 出力伝動軸
53 主伝動ギヤ
54 副伝動ギヤ
63 油圧制御装置
70 変速制御ECU(Electronic Control Unit)(変速制御手段、切換え手段)
71 入出力インターフェース回路
72 CPU(Central Processing Unit;中央制御部)
73 RAM(Random Access Memory)
74 ROM(Read Only Memory)
75 入出力回路
80 エンジンECU
91 車速センサ
92 アクセル開度センサ
100 変速制御装置
DESCRIPTION OF
12 starting
30b Output side CVT (output side continuously variable transmission mechanism)
31 Primary pulley (first variable diameter pulley)
32 Secondary pulley (second variable diameter pulley)
33 Primary pulley (third variable diameter pulley)
34 Secondary pulley (fourth variable diameter pulley)
36a Endless belt (endless transmission element on the input side)
36b Endless belt (endless transmission element on the output side)
37 coupling shaft 41 intermediate clutch 42 rear clutch (one rear clutch)
43 Rear clutch (the other rear clutch)
51
71 I /
73 RAM (Random Access Memory)
74 ROM (Read Only Memory)
75 I /
91
Claims (4)
第3の可変径プーリと前記第2の可変径プーリに対し一体回転するように結合された第4の可変径プーリとの間に出力側の無端伝動要素を掛け渡して構成された出力側の無段変速機構と、
前記第1の可変径プーリおよび前記第3の可変径プーリの間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された中間クラッチと、を備える無段変速装置であって、
前記第3の可変径プーリの出力経路上に配置された出力伝動軸と、
前記出力伝動軸に装着された主伝動ギヤと、
前記第4の可変径プーリの出力経路上に配置されるとともに前記主伝動ギヤに回転伝動する副伝動ギヤと、
前記第3の可変径プーリおよび前記主伝動ギヤの間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された一方の後段クラッチと、
前記第4の可変径プーリおよび前記副伝動ギヤの間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された他方の後段クラッチと、をさらに備え、
前記中間クラッチの前記接続状態下で前記第1の可変径プーリに回転動力が入力されるときには、該回転動力を、前記第1の可変径プーリおよび前記第3の可変径プーリから前記入力側の無端伝動要素および前記出力側の無端伝動要素を介して前記第2の可変径プーリおよび前記第4の可変径プーリへと並列に伝達しつつ変速するとともに、前記一方の後段クラッチを前記遮断状態にしつつ前記他方の後段クラッチを前記接続状態にして、前記第4の可変径プーリから前記主伝動ギヤおよび前記副伝動ギヤを介し前記出力伝動軸に変速後の回転動力を出力し、
前記中間クラッチの前記遮断状態下で前記第1の可変径プーリに回転動力が入力されるときには、該回転動力を、前記第1の可変径プーリから前記入力側の無端伝動要素を介して前記第2の可変径プーリに伝達しつつ前段変速し、さらに前記第4の可変径プーリから前記出力側の無端伝動要素を介して前記第3の可変径プーリへと直列に伝達しつつ後段変速するとともに、前記一方の後段クラッチを前記接続状態にしつつ前記他方の後段クラッチを前記遮断状態にして、前記第3の可変径プーリから前記主伝動ギヤおよび前記出力伝動軸に変速後の回転動力を出力することを特徴とする無段変速装置。 An input-side continuously variable transmission mechanism configured by spanning an input-side endless transmission element between the first variable-diameter pulley and the second variable-diameter pulley;
An output-side endless transmission element is formed by spanning an output-side endless transmission element between a third variable-diameter pulley and a fourth variable-diameter pulley coupled to rotate integrally with the second variable-diameter pulley. A continuously variable transmission mechanism;
The continuously variable transmission that and an intermediate clutch which is switchably disposed to a connected state and the disconnected state between the first variable diameter pulley and said third variable diameter pulley,
An output transmission shaft disposed on an output path of the third variable diameter pulley;
A main transmission gear mounted on the output transmission shaft;
A sub-transmission gear that is disposed on the output path of the fourth variable-diameter pulley and that is rotationally transmitted to the main transmission gear;
One rear clutch interposed between the third variable diameter pulley and the main transmission gear so as to be switchable between a connected state and a disconnected state;
The other rear clutch interposed between the fourth variable diameter pulley and the sub-transmission gear so as to be switchable between a connected state and a disconnected state;
When rotational power is input to the first variable diameter pulley under the engaged state of the intermediate clutch, the rotational power is transmitted from the first variable diameter pulley and the third variable diameter pulley to the input side. While performing transmission in parallel to the second variable diameter pulley and the fourth variable diameter pulley via the endless transmission element and the output endless transmission element , the one rear clutch is brought into the disengaged state. While the other rear stage clutch is in the connected state, the rotational power after shifting is output from the fourth variable diameter pulley to the output transmission shaft via the main transmission gear and the sub transmission gear,
When rotational power is input to the first variable diameter pulley under the disengaged state of the intermediate clutch, the rotational power is transmitted from the first variable diameter pulley to the first variable diameter pulley via the input endless transmission element. and front gear while transmitted to the second variable diameter pulleys, the subsequent shift while transmitted in series to further the fourth variable size variable diameter pulley via the endless transmission element of the third from the pulley the output side together with , With the one rear clutch in the connected state and the other rear clutch in the disengaged state, to output the rotational power after shifting from the third variable diameter pulley to the main transmission gear and the output transmission shaft A continuously variable transmission.
前記切換え制御手段は、前記第1ないし第4の可変径プーリのそれぞれの有効径が前記入力側の無段変速機構および前記出力側の無段変速機構を同一変速比にするように制御されていることを条件に、前記中間クラッチの前記遮断状態から前記接続状態への切換えを許可することを特徴とする請求項1に記載の無段変速装置。The switching control means is controlled such that the effective diameters of the first to fourth variable-diameter pulleys are set to the same gear ratio in the input-side continuously variable transmission mechanism and the output-side continuously variable transmission mechanism. 2. The continuously variable transmission according to claim 1, wherein switching of the intermediate clutch from the disconnected state to the connected state is permitted on the condition that
第1の可変径プーリと第2の可変径プーリとの間に入力側の無端伝動要素を掛け渡して構成され、前記原動機からの回転動力を前記第1の可変径プーリに入力する入力側の無段変速機構と、An input-side endless transmission element is spanned between the first variable-diameter pulley and the second variable-diameter pulley, and an input-side input of rotational power from the prime mover to the first variable-diameter pulley. A continuously variable transmission mechanism;
第3の可変径プーリと前記第2の可変径プーリに対し一体回転するように結合された第4の可変径プーリとの間に出力側の無端伝動要素を掛け渡して構成された出力側の無段変速機構と、An output-side endless transmission element is formed by spanning an output-side endless transmission element between a third variable-diameter pulley and a fourth variable-diameter pulley coupled to rotate integrally with the second variable-diameter pulley. A continuously variable transmission mechanism;
前記原動機および前記第1の可変径プーリの間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された発進クラッチと、A starting clutch interposed between the prime mover and the first variable diameter pulley so as to be switchable between a connected state and a disconnected state;
前記第1の可変径プーリおよび前記第3の可変径プーリの間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された中間クラッチと、An intermediate clutch interposed between the first variable diameter pulley and the third variable diameter pulley so as to be switchable between a connected state and a disconnected state;
前記駆動車輪に動力伝達可能な出力伝動軸と、An output transmission shaft capable of transmitting power to the drive wheel;
前記出力伝動軸に装着された主伝動ギヤと、A main transmission gear mounted on the output transmission shaft;
前記第4の可変径プーリの出力経路上に配置されるとともに前記主伝動ギヤに回転伝動する副伝動ギヤと、A sub-transmission gear that is disposed on the output path of the fourth variable-diameter pulley and that is rotationally transmitted to the main transmission gear;
前記第3の可変径プーリおよび前記主伝動ギヤの間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された一方の後段クラッチと、One rear clutch interposed between the third variable diameter pulley and the main transmission gear so as to be switchable between a connected state and a disconnected state;
前記第4の可変径プーリおよび前記副伝動ギヤの間に接続状態と遮断状態とに切換え可能に介装された他方の後段クラッチと、を備え、The other rear stage clutch interposed between the fourth variable diameter pulley and the auxiliary transmission gear so as to be switchable between a connected state and a disconnected state,
前記中間クラッチの前記接続状態下では、前記一方の後段クラッチを前記遮断状態にしつつ前記他方の後段クラッチを前記接続状態にし、前記第1ないし第4の可変径プーリのそれぞれの有効径を前記入力側の無段変速機構および前記出力側の無段変速機構を同一変速比にするように制御するとともに、前記第1の可変径プーリおよび前記第3の可変径プーリから前記入力側の無端伝動要素および前記出力側の無端伝動要素を介して前記第2の可変径プーリおよび前記第4の可変径プーリへと並列に動力伝達させる一方、前記第4の可変径プーリから前記主伝動ギヤおよび前記副伝動ギヤを介し前記出力伝動軸に変速後の回転動力を出力し、When the intermediate clutch is in the connected state, the one rear clutch is in the disengaged state, the other rear clutch is in the connected state, and the effective diameters of the first to fourth variable diameter pulleys are input. And the output-side continuously variable transmission mechanism and the output-side continuously variable transmission mechanism are controlled to have the same transmission gear ratio, and from the first variable diameter pulley and the third variable diameter pulley to the input side endless transmission element Power is transmitted in parallel to the second variable diameter pulley and the fourth variable diameter pulley via the output endless transmission element, while the main transmission gear and the sub-transmission are transmitted from the fourth variable diameter pulley. Output the rotational power after shifting to the output transmission shaft through the transmission gear,
前記中間クラッチの前記遮断状態下では、前記一方の後段クラッチを前記接続状態にしつつ前記他方の後段クラッチを前記遮断状態にし、前記第1の可変径プーリから前記入力側の無端伝動要素を介して前記第2の可変径プーリに伝達しつつ前段変速し、さらに前記第4の可変径プーリから前記出力側の無端伝動要素を介して前記第3の可変径プーリへと直列に伝達しつつ後段変速して、前記第3の可変径プーリから前記主伝動ギヤおよび前記出力伝動軸に変速後の回転動力を出力することを特徴とする無段変速装置。Under the disengaged state of the intermediate clutch, the one latter clutch is brought into the engaged state while the other latter clutch is brought into the disengaged state from the first variable diameter pulley via the input endless transmission element. Shifting to the front stage while transmitting to the second variable diameter pulley, and shifting to the third variable diameter pulley in series from the fourth variable diameter pulley to the third variable diameter pulley via the output endless transmission element A continuously variable transmission that outputs the rotational power after shifting from the third variable diameter pulley to the main transmission gear and the output transmission shaft.
前記中間クラッチを前記遮断状態と前記接続状態とに切替え制御する切換え制御手段と、をさらに備え、Switching control means for switching and controlling the intermediate clutch between the disconnected state and the connected state; and
前記切換え制御手段は、前記車両の前記車速および前記アクセル開度をパラメータとするマップに基づいて前記中間クラッチを前記接続状態と前記遮断状態とに切換え制御することを特徴とする請求項3に記載の無段変速装置。The switching control means controls switching of the intermediate clutch between the connected state and the disconnected state based on a map using the vehicle speed and the accelerator opening of the vehicle as parameters. Continuously variable transmission.
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