JPH04321871A - 無限可変変速機用制御方法 - Google Patents

無限可変変速機用制御方法

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JPH04321871A
JPH04321871A JP4008521A JP852192A JPH04321871A JP H04321871 A JPH04321871 A JP H04321871A JP 4008521 A JP4008521 A JP 4008521A JP 852192 A JP852192 A JP 852192A JP H04321871 A JPH04321871 A JP H04321871A
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torque
power
speed
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Morley S Smith
モーレイ・エス・スミス
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Borg Warner Automotive Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はデュアルレンジすなわち
複範囲無限可変変速機に関し、更に詳細には一対の遊星
歯車セットへの二つの動力通路を備え無限可変変速機用
の制御戦略すなわち方法（ｓｔｒａｔｅｇｙ）に関する
。変速機は連続可変速度機構を二つの動力通路用の固定
比率速度機構と組み合わせて使用している。２位置ジョ
ークラッチ手段が変速機の単通路の高速レンジすなわち
高速範囲と複通路の低速レンジすなわち低速範囲との間
で切り替えるために使用される。反動型クラッチは確実
な中立位置を得るために第２の遊星歯車セットの太陽歯
車をロックするために使用される。
【０００２】
【従来の技術】典型的な連続可変変速機すなわち無段変
速機（ＣＶＴ）は、少なくとも一方が他方に関して軸方
向に移動可能なように入力軸に取り付けられた一対のフ
ランジを有する可変プーリの形式の連続可変速度機構を
採用している。同様の可変プーリが出力軸にも取り付け
られている。可撓性ベルトがプーリを連結して一方の軸
が駆動されたとき軸の間でトルクの伝達ができるように
している。一方のプーリのピッチ半径が変化されたとき
、他方のプーリのピッチ半径は反対方向に同時に変化さ
れる。その結果、入力軸と出力軸との間の駆動比は速度
機構の比率の範囲内で連続的に、滑らかに変えられる。
【０００３】連続可変変速機（ＣＶＴ）の変速機駆動比
の範囲を可変速度機構の比率範囲を超えて広げようとす
る努力、すなわち無限可変変速機を発明するという努力
が今まで成されて来た。このような努力の一つは、トル
ク入力源と回転する出力との間で二つの動力通路を使用
している。一つの動力通路は、入力軸及び出力軸に取り
付けられた可変プーリ並びにそれらのプーリを接続する
ベルトを有する前述の通常の可変速度機構を備える。第
２の通路は、入力軸及び出力軸に取り付けられた一対の
スプロケットと二つのスプロケットを駆動的に連結して
いるサイレントチエーンとを備えている。サイレントチ
エーン駆動は固定比率の駆動を与える。
【０００４】一般に、エンジンの出力はサイクリングに
おける速度によっれ影響される。エンジン速度と出力と
の間のこの関係は、出力がタービンの回転する速度にほ
ぼ直線的な関係を示すガスタービンエンジンにおいては
特に明らかである。無限可変変速機（ＩＶＴ）は、乗り
物の速度が変化するとき、エンジンが一定速度、したが
って一定の出力を保つことを許容する。乗り物の速度が
変化するとき、変速比は基本的に一定のエンジン速度及
び出力を保つように調整する。
【０００５】デュアルレンジ無限可変変速機によって与
えられる利点に鑑み、更に詳細にはガスタービンエンジ
ンと組み合わせてＩＶＴを使用する利点に鑑み、運転者
の要求に応じて乗り物を同時に加速しかつ所望の出力を
得るためにエンジンを加速するための制御戦略（ｃｏｎ
ｔｒｏｌ　　ｓｔｒａｔｅｇｙ）を持つことが望ましい
。 限られた利用可能なエンジン出力を乗り物の加速とエン
ジンの加速との間でいかに分配するかを決定するのに少
なくとも二つのファクタが影響する。第１に、回転して
いるエンジン部品の回転慣性力により所望のより高い速
度までエンジン速度を増加するために有限の長さの時間
が必要である。この問題は回転している部品が大きな慣
性モーメントを有するガスタービンエンジンには特に明
白である。更に、この有限の時間はエンジンの出力が乗
り物の加速の目的で使用されているとき増加する。した
がって、乗り物を加速ための加速力はより高い出力が達
成される比率を減少する。第２に、もし車輪を回転する
ために供給されるトルクが車輪の牽引能力を超えかつ車
輪に走行面に対する牽引を失わせると、高い出力は望ま
しくない。それ故、無限可変変速機にとっては所望の加
速比を得るために上記ファクタを釣り合わすようの方法
で制御されるが望ましい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、無限
可変変速機を有する乗り物において加速を制御するため
の戦略を与えることである。本発明の他の目的は、出力
を増大するためのエンジン速度の加速と乗り物の加速と
の間でエンジンによって発生される有限の動力を分配す
るための制御戦略を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、トルク入力源
を回転駆動するエンジンからトルク出力部に動力を伝達
して無限可変変速機を有する乗り物を加速するための連
結手段を調整可能に制御するための方法において、前記
トルク入力源から利用可能な動力を確認する段階と、前
記乗り物と前記エンジンを所望の比率で加速するために
前記得ることのできる動力を前記乗り物を加速するため
のトルク出力部に調整可能に連結する段階と、を含んで
構成されている。
【０００８】
【作用】無限可変変速機を有する乗り物を加速するため
の制御戦略は無限可変変速機と組み合わせて実施するた
めに提供される。これらの戦略はガスタービンエンジン
に接続されたデュアルレンジ無限可変変速機を制御する
のに特に価値があるが、無限可変変速機を使用している
あらゆる乗り物に使用するのに適している。
【０００９】第１の加速制御戦略は、エンジンがピーク
出力速度に達するまで変速機の出力クラッチの係合を遅
らせる。エンジンがピーク速度に到達した後、クラッチ
は係合されて動力を変速機出力軸に供給しかつ乗り物を
加速すると同時にピーク動力エンジン速度を保つ。
【００１０】第２の加速制御戦略は、エンジン出力が牽
引力を失うことなく駆動トレインに送られる最大動力を
超えるこをと確保する。変速機の出力クラッチは、車両
を加速するために車輪に送られたトルクが車輪の牽引限
界を超えない程度に係合される。過剰の動力はエンジン
を加速するために使用される。
【００１１】第３の加速制御戦略は、最初実質的に変速
機出力クラッチを解放しかつ実質的に全てのエンジンの
動力がエンジンを所望の速度まで加速するために使用さ
れる。運転者は所望のエンジン速度が得られたとき変速
機コントローラすなわち制御装置に合図する。乗り物の
入力軸と出力軸とを選択的に接続するために使用される
変速機出力クラッチは乗り物を加速するために係合され
る。変速機コントローラはエンジンを減速するために連
続可変変速比を変え、エンジンを減速するときに放出さ
れる動力は乗り物を加速するために変速機出力部に伝達
される。
【００１２】本発明の一つの実施例によれば、無限可変
変速機すなわち変速装置はトルク入力源をトルク出力部
に接続するために設けられている。変速機は回転可能な
入力軸及び出力軸と、回転可能な中間軸とを備えている
。第１及び第２の遊星歯車セットが設けられ、各歯車セ
ットは第１の部分すなわち遊星キャリア部分と、第２の
部分すなわち太陽部分と、第３の部分すなわちリング部
分とを有している。
【００１３】二重の動力通路が変速機内に設けられてい
る。第１の通路は入力軸を第１の遊星歯車セットのキャ
リア部分と所定で固定の比率で選択的に駆動接続する。 一つの動力通路は、複数のスプロケット部材と、スプロ
ケット部材を連結する動力伝達チエーン又はサイレント
チエーンとを備えている。第１のスプロケットは入力軸
の回りに配置されかつ第２のスプロケットは第１の遊星
歯車セットのキャリア部分の回りに配置されている。代
わりに、アイドル歯車組立体又はその他が第１の動力通
路において固定の比率の駆動を与えるために利用され得
る。
【００１４】ジョークラッチ手段が第１のキャリアの回
りに滑り可能に接続されてキャリアを第１の通路を構成
するサイレントチエーンの出力スプロケットと駆動接続
し、また代わりに、キャリアを第１の遊星歯車セットの
リング部分にロック接続し、このようにして第１の通路
を切り離す。デテントリングを有するジョークラッチは
二つの明らかな釣り合い位置を有するばね作動トグル装
置を与える。釣り合い位置は互いに排他的である。すな
わちクラッチが同時に両釣り合い位置にあることは不可
能である。
【００１５】他の動力通路は入力軸と中間軸との第２の
駆動接続を許容する。この第２の動力通路は入力軸と共
に回転可能な第１の可変ピッチプーリ、中間軸と共に回
転可能な第２の可変ピッチプーリ及びプーリを連結する
ベルトを有する連続可変速度機構を備えている。中間軸
は第１の遊星歯車セットの太陽部分に駆動的に接続され
ている。第１の動力通路とは異なって第２の動力通路は
制御手段によって切り離すことができない。
【００１６】変速機の第２の遊星歯車セットは動力通路
の第１の遊星歯車セットに隣接して配置されている。第
２の遊星歯車セットのリング部分は第１の遊星歯車セッ
トのリング部分でもある。第２の遊星歯車セットのキャ
リア部分は変速機の回転可能な出力軸に作動的に接続さ
れている。
【００１７】多板クラッチ又は反動型クラッチが第２の
遊星歯車セットの太陽部分に接続されている。多板クラ
ッチは太陽部分を選択的に接地させるすなわち停止させ
るために動作可能である。オーバーロードの保護及び真
の中立性能に加えて、反動型クラッチは定められかつ制
御されたトルクレベルで滑る能力を備える。クラッチは
、乗り物が静止しているときバックラッシュを除去する
のに十分な抵抗をともなって１００％の滑りを与え、か
つベルト又はチエーンの引っ張りオーバーロードを防止
するために変速機内で循環する動力を制限する。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。間もなく発行する米国特許第４，９９０，
１２７号の主題を参照し、そこからデュアルレンジ無限
可変変速機に関する記載を利用した。
【００２０】図において、図１は無限可変変速機を全体
を１０で示す。変速機の一部のより詳細な図は図２で示
されかつ変速機の端面図は図３で示される。変速機は、
エンジンのような動力源からトルク入力を受けることが
できる入力軸１２と、駆動ライン又は同様のものにトル
ク出力を伝達できる出力軸１４とを備えている。中間軸
１６が入力軸１２の下にその入力軸と平行に配置されて
いる。中間軸１６は好ましくは出力軸１４と一直線を成
して配置される。
【００２１】二つの動力通路は入力軸１２から出力軸に
トルクを伝達するために設けられている。一つの動力通
路は、全体を２０で示された連続可変速度機構を備え、
その速度機構はトルクを入力軸１２から中間軸１６に伝
達する。連続可変速度機構は、好ましくは、入力軸１２
に取り付けられた第１の可変プーリ２２と、中間軸１６
に取り付けられた第２の可変プーリ２４とを備える。各
プーリは最大のピッチ半径Ｒと最小のピッチ半径ｒとの
間で連続的に可変である。Ｒ／ｒの比率は他の動力通路
より数パーセント多くなるように予め決定される。適当
なベルト２６又は同様のものがプーリ２２及び２４を連
結する。適当なベルトの例は１９８２年２月２日に発行
された米国特許第４，３１３，７３０号及び１９８５年
３月２６日に発行された米国特許第４，５０７，１０６
号に示されている。バンドーネ（Ｖａｎ　　Ｄｏｏｒｎ
ｅ）ベルトのような様々なベルトたこの形式の連続可変
速度機構に使用され得る。他の適当なベルトは、伸びに
対して適当な抵抗を有する可撓性の又は関節接続された
引っ張り部材と横方向圧縮に対して良好な抵抗を示す横
部材とを組み合わせて使用し、引っ張り強度に対する重
量の比は小さい。
【００２２】プーリ２２は、固定のフランジ２７と、入
力軸１２と共に回転可能でかつその入力軸に関して滑り
可能なハブ２９を有する滑り可能なフランジ２８とを備
えている。ハブ２９は軸に沿ってスプライン接続されて
いてもよい。滑り可能なフランジ２８が末端位置から基
端位置に固定フランジ２７に関して移動すると、プーリ
２２は最小ピッチ半径ｒから最大ピッチ半径Ｒまで動く
。
【００２３】プーリ２４はプーリ２２と同様で、同じ部
品で作られ得る。プーリ２４は中間軸１６と共に回転可
能な固定のフランジ３１と、軸１６と共に回転可能でそ
の軸に関して滑り可能なハブ３３を有する滑り可能なフ
ランジ３２とを備えている。滑り可能なフランジ３２が
固定のフランジ３１に関して末端位置から基端位置まで
移動すると、プーリ２４は最小ピッチ半径ｒから最大ピ
ッチ半径Ｒまで動く。
【００２４】フランジ２８が末端位置にありかつフラン
ジ３２が基端位置にあるとき、入力軸１２から出力軸１
６への連続可変速度機構２０を通したトルク比はＲ／ｒ
である。フランジ２８が基端位置にありかつフランジ３
２が末端位置にあるとき、入力軸１２から出力軸１６へ
の連続可変速度機構２０をトルクトルク比はｒ／Ｒであ
る。
【００２５】フランジ２８及び３２をそれぞれ滑らせそ
れによってプーリ２２及び２４のピッチ半径を所定の最
小限界値と最大限界値との間で変化させるために、チャ
ンバ３６及び３８内に又はそこから流体を流すための適
当な手段が設けられる。ばね４２及び４４は滑り可能な
フランジ２８及び３２の滑り運動を支配する助けを行う
。
【００２６】入力から出力までの他の動力通路は、全体
を５０で示されている固定比率駆動装置を備え、その駆
動装置は第１のスプロケット５２と第２のスプロケット
５４とを備えている。スプロケット５２及び５４は、好
ましくはサイレントチエーンであるチエーン５６によっ
て駆動接続されている。好ましいサイレントチエーンの
例は、１９８２年８月３日に発行された米国特許第４，
３４２，５６０号及び１９７７年３月８日に発行された
米国特許第４，０１０，６５６号に示されている。サイ
レントチエーンと同様にローラチエーンを含む様々な幅
広い種類のチエーンがこの形式の固定比率速度装置すな
わち駆動装置に使用され得る。代わりに、遊び歯車組立
体が固定比率駆動を与えるために利用され得る。
【００２７】中間軸１６は変速機ハウジング６０内で一
対のテーパローラ軸受け５７ａ及び５７ｂによって支持
されている。同様に、入力軸１２は一対のテーパローラ
軸受け５８ａ及び５８ｂによって支持されている。
【００２８】中間軸１６の第２の端部には全体が６２で
示される第１の遊星歯車セットすなわち作動遊星装置が
ある。第１の遊星歯車セットは第１の部分すなわち遊星
キャリア部分６４と、第２の部分すなわち太陽部分６６
と、第３の部分すなわちリング部分６８とを有している
。好ましい実施例において、太陽部分は３６個の歯を有
しかつリング部分は６６個の歯を有する。第２の遊星歯
車セット７０すなわち減速遊星装置が第１の遊星歯車セ
ット６２に隣接して設けられている。第２の遊星歯車セ
ット７０は同様に第１の部分すなわち遊星キャリア部分
７２と、第２の部分すなわち太陽部分７４と、第３の部
分すなわちリング部分６８とを備えている。第２の遊星
歯車セット７０のリング部分は、好ましくは、第１の遊
星歯車セット６２のリング部分で形成され、したがって
同じ番号で示される各遊星歯車セットは通常の反動部材
及び遊星歯車７５、７６を含む歯車歯を備えている。
【００２９】第１の遊星歯車セット６２は中間軸１６に
よって支持されている。第２の遊星歯車セット７０は出
力軸１４によって支持されている。
【００３０】固定比率駆動装置の第１のスプロケット５
２はｔ個の歯を有しかつ入力軸１２に固定されている。 第１のスプロケットは、この好ましい実施例において、
２６個の歯を有している。Ｔ個の歯を有する第２のスプ
ロケット５４は第１の遊星歯車セット６２の遊星キャリ
ア部分６４の周辺に接続されている。第２のスプロケッ
トは軸受け８０又は同様のものによって遊星キャリア部
分６４に支持され。それによりスプロケット５４は遊星
キャリア部分６４の回りで自由に回転する。第２のスプ
ロケット５４は、好ましい実施例において、４７個の歯
を有している。
【００３１】ジョークラッチ８２又はドグクラッチは、
第２のスプロケット５４とリング部分６８との間におい
て、遊星キャリア部分６４のハブの回りのスプラインに
よって滑り可能に接続されている。クラッチ８２と遊星
キャリア部分６４との間に配置されたデテントリング８
４により、クラッチはリング部分６８と係合する位置に
又はスプロケット５４と係合する位置に置かれる。ドグ
部材８２の長さはスプロケット５４とリング歯車６８と
の間の隙間より僅かに小さく、係合におけるいかなる重
なりをも防止する。部材すなわちクラッチ８２のハブの
デテント溝８５の形状は、この部材を中央位置から離し
て二つの係合位置の一方に偏倚するように設計されてい
る。ジョークラッチをこれらの位置の間で切り換えるこ
とによって、スプロケット５４が遊星キャリア６４に駆
動接続されるか又はリング部分６８が遊星キャリア６４
にロックされ或いは接続されるかのいずれかになる。代
わりに、係合するために二つの摩擦クラッチが使用され
得る。
【００３２】デテント手段８５は、デテントリング８４
と共に、二つの明白な釣り合い位置を有するばね作動ト
グル装置を提供する。釣り合い位置は相互に独占的であ
りかつ中立位置は不安定である。すなわちジョークラッ
チ８２は同時に両位置になり得ない。
【００３３】第２の遊星歯車セット７０の太陽部分７４
は、好ましい形態では３８個の歯を有し、遊星キャリア
部分７２の周囲又は出力軸の回りに配置されている。軸
受け８６は軸１６が遊星キャリア７２内で回転できるよ
うにしている。軸受け８８は太陽部分７４と遊星キャリ
ア７２との間に配置されていて太陽部分が遊星キャリア
の回りで回転できるようにしている。太陽部分７４はデ
ィスクプレート形式の第２のクラッチ９０に作動的に接
続されている。代わりに、バンド及びドラムのような他
の手段が同じ目的で使用され得る。クラッチ９０はプレ
ート９２と作動部材９４とを備えている。クラッチ９０
は太陽部分７４を変速機ハウジング６０に接続する。作
動部材９４を介してクラッチを動作すると、プレート９
２がロックされかつそれによって太陽部材７４がハウジ
ング６０にロックされる。クラッチ９０が離脱（非係合
）されると、太陽部分７４は自由に回転できる。
【００３４】出力軸１４は軸受け８６及び球軸受け９６
によって支持されていて、それらの軸受けは駐車歯車９
８及びスピードメーター歯車９９に隣接して配置されて
いる。駐車歯車９８は蝶番接続された爪１０１に接続さ
れたとき出力軸をロックする。スピードメーター歯車は
スピードメーターようの通常のピックアップである。同
様の流体シール１０４が入力軸１２に設けられている。 入力軸１２は一対の軸受け５８ａ、５８ｂによって支持
されている。流体ポンプ１０６が第１のスプロケット５
２の位置の近くに入力軸に沿って設けられている。流体
ポンプ１０６は必要な流体圧を制御装置に与える。
【００３５】変速機ハウジング６０は変速機の動作を補
助する幾つかの要素を備えている。制御ハウジング１０
８は入力軸１２の端部に配置されている。制御装置は後
で詳細に説明する。一対の速度センサ１１０、１１２が
それぞれ入力軸１２及び中間軸１６の設けられてそれら
と作動的に接続されている。ハウジング６０の下部分は
ウインデージ（ｗｉｎｄａｇｅ）トレー１１８と同様に
流体排出通路１１４及びフィルタ１１６を備えている。 変速機及び制御要素用の他の構造体支持部材が設けられ
る。
【００３６】無限可変変速機の動作の概要が図４に示さ
れている。可変ベルト速度比と全体の変速比との間の関
係が図５に示されている。図４に示されるように、第１
の遊星歯車セット６２又は差動遊星歯車セットは、出力
に接続されたリング歯車６８を備えている。遊星キャリ
ア６４は、低速範囲では固定比率駆動装置によってかつ
高速範囲ではリング歯車６８へのロックによって常に入
力軸１２と同じ方向に駆動される。太陽部分６６は連続
可変速度機構２０によって入力軸と同じ方向に駆動され
る。低速範囲における太陽部分６６とキャリア６４との
相対速度によりリング６８は入力軸１２と反対方向に回
転し、逆歯車となる。
【００３７】好ましい実施例において、０．５５又は２
６／４７の前進速度比において、第１の遊星歯車セット
６２の全ての要素、すなわち太陽部分６６、遊星キャリ
ア６４及びリング６８は同じ速度で回転し、かつジョー
クラッチ８２は低速範囲から高速範囲に及びその逆に切
り換えられる。高速範囲への切り換えは固定比率駆動装
置５０の第２のスプロケット５４から遊星キャリア６４
を切り離しかつ遊星キャリア６４をリング部分６８に接
続することによって達成される。この動作により遊星キ
ャリア６４はリング部分６８にロックされかつ同時に固
定比率チエーン駆動装置５０を動力通路から外す。高速
範囲において、変速機は速度比が０．５５から１．８１
を有する直線連続可変変速機として動作する。
【００３８】図５に示されるように、前進及び後進での
始動は、好ましい実施例では、変速機が低速範囲にある
間に、すなわちジョークラッチ８２が固定比率駆動装置
５０に接続されている間に、単にベルト比を１．５７以
下及び以上に変えることによって達成される。後進から
前進に動くためにクラッチの分離滑りは要求されない。
【００３９】好ましい実施例において、最終の減速比は
６．４９である。最終の減速比は第２の遊星歯車セット
７０又は減速遊星歯車セットにおける１．５８の減速及
び差動機構によって達成される４．１１後部車軸比（図
示せず）により達成される。図４に示されるように、減
速遊星歯車セットはリング歯車６８を差動遊星装置のリ
ング歯車と共用している。遊星キャリア７２は出力軸１
４に接続され或いはその出力軸の一部を構成している。 太陽歯車７４は多板クラッチ９０によって接地され或い
は変速機のハウジング６０に接続される。
【００４０】図５に示されるように、好ましい実施例に
おいて、可変ベルト比が１．５７でありかつ変速機が低
速範囲にあると、差動遊星装置のリング歯車５８は回転
を停止しかつ乗り物は静止する。入力軸からの全ての動
力は固定比率駆動装置５０と連続可変速度機構２０との
間で循環し、かつ出力はゼロである。ベルト比に１．５
７より上及び下の僅かな不一致があると、乗り物は前方
又は後方にクリープ（ｃｒｅｅｐ）する。この微動は緩
やかであるが非常に力が強くかつ車輪の滑りによっての
み制限される。この乗り物のクリープを阻止するため、
多板クラッチすなわちディスククラッチ９０により確実
な切り離しが与えられる。制御レバーが中立位置にある
と、クラッチ９０は自由に解放されかつ太陽部分７４は
自由に回転する。
【００４１】クラッチ９０は過負荷保護装置として他の
重要な目的を果たす。オーバーロードすなわち過負荷の
保護及び中立の性能に加えて、クラッチ９０は予め記載
された及び制御されたトルクレベルで滑る能力を有して
いる。クラッチは滑るように作用しかつ中立近くで少量
のトルクを与え（バックラッシュを除去するため）かつ
変速機内の循環する動力を制限してベルト又はチエーン
の張力の過負荷を阻止する。
【００４２】変速機を低速範囲で動作させるために、ジ
ョークラッチ８２は図１、図２及び図４に示されるよう
に右に移動され、これにより固定比率駆動装置５０のス
プロケット５４が第１の遊星歯車セット６２の遊星キャ
リア６４に接続される。この動作モードにおいて、動力
は二つの通路を通して流れる。第１の通路は固定比率駆
動装置を通しかつそれから遊星キャリア６４を通す。第
２の通路は連続可変速度機構２０と通しかつそれから太
陽部分６６を通す。好ましい実施例において、変速機は
０．５５速度比（前進）と−０．１３速度比（後進）と
の間の低速範囲で動作され、第１の差動遊星歯車セット
により動力が分割される。１．５７と１．８１との間の
可変ベルト比において、変速機は後進で０から−０．１
３まで全体の変速比で動作する。１．５７から０．５５
までの可変ベルト比において、変速機は前進で０から０
．５５の全体の変速比で動作する。
【００４３】低速範囲の動作において、運転者は図６及
び図７の制御図式に示されるセレクタから前進「Ｄ」又
は後進「Ｒ」を選択する。中立位置から移動するとクラ
ッチ９０は軽く作用されて少量のトルクが駆動トレイン
に送られ、歯車のバックラッシュを吸収するが乗り物を
動かすほど十分ではない。これにより乗り物のクリープ
は除去されかつバックラッシュによる駆動ラインの衝突
音がなくアクセルを動作すると乗り物は滑らかに動き出
す。可変ベルトはそれからゼロ出力（比率１．５７）か
ら僅かに前進又は僅かに後進の比率に僅かに動かされる
。クラッチを軽く作用させることによる小さな比率は駆
動ラインにおけるバックラッシュを吸収するのに必要で
ある。この点において、乗り物の動作はあらゆる前進駆
動状態に対してセレクタが「Ｄ」位置で連続する。制御
及びアクセルの位置により乗り物の所望の運転に対する
エンジンの毎分回転数（ｒ．ｐ．ｍ．）及び変速比が選
択される。
【００４４】変速機を高速範囲で動作させるため、０．
５５の前進速度比において同期切り換えが行われ、そこ
において、第１の遊星歯車セットの全ての要素はジョー
クラッチ８２を図１、図２及び図４に示されるように左
に滑動させることによって、同じ速度で回転される。こ
の移動によりスプロケット５４と遊星キャリアとの間の
駆動接続が解放されかつ遊星キャリア６４がリング歯車
６８にロックされる。固定比率駆動装置５０及び第１の
遊星歯車セット６２は動作せずかつ全体の動力の流れは
連続可変速度機構を通る。それ故全体の変速比は可変ベ
ルト比に等しくかつ高速範囲で０．５５から１．８１ま
で連続的に変化可能である。
【００４５】制御装置の図式が図６に示され、一方制御
配管図が図７に示されている。変速機の制御は、ベルト
２６が滑らないように、連続可変速度機構２０のプーリ
へのトルク又は負荷圧力を制御することを含む。変速機
の制御は、また、変速機と共に使用するために選ばれた
特定のエンジンの設計者によって供給されたエンジン性
能の経済マップ（ｅｃｏｎｏｍｙ　　ｍａｐ）に関する
最適の比率を選択するために、比率制御チャンバ３６、
３８内への又はその外への流れを制御することを含む。
【００４６】可変プーリ２２及び２４の各々は次の変速
機の条件により駆動プーリ又は被駆動プーリとして使用
される。前進運動のみを許容する高速範囲において、プ
ーリ２２は入力軸１２に取り付けられた駆動プーリであ
り、かつプーリ２４は中間軸に取り付けられた被駆動プ
ーリである。このモードにおいて、全体の速度比は０．
５５と１．８１との間の範囲をとる。低速範囲において
、前進運動中、中間軸に取り付けられたプーリ２４は駆
動プーリでありかつ入力軸に取り付けられたプーリ２２
は被駆動プーリである。このモードにおいて、全体の速
度比は０．５５と１．５７との間の範囲をとる。低速範
囲において、後進運動中、入力軸に取り付けられたプー
リ２２は駆動プーリでありかつ中間軸に取り付けられた
プーリ２４は被駆動プーリである。このモードにおいて
、全体の速度比は１．５７と１．８１との間の範囲をと
る。
【００４７】プーリが変速機の動作のモードによりその
機能を変化させる点で、制御装置は、駆動／被駆動プー
リのこのスケジュールに基づいて被駆動プーリにトルク
圧力をかつ駆動プーリに比率流体制御を供給するように
作用する。完全な制御装置はエンジンの経済及び性能マ
ップに関して適切な比率流量及びトルク圧力を発生する
ように設計されていて、そのマップは無限可変変速機と
共に使用されるように選択されたエンジンに依存してい
る。
【００４８】図６の回路図に示されているように、電気
／液圧制御ボックス１２０は、電気信号入力に基づいて
幾つかの出力を与える。制御ボックス１２０は入力（エ
ンジン）速度、出力（乗り物）速度、アクセル位置及び
セレクタ制御位置（前進、後進。中立、駐車）の信号情
報を受ける。制御ボックスは、また、入力軸、中間軸及
び出力軸の速度の情報を受ける。電気制御部は比率流体
制御及びトルク圧力制御を増加するか減少するかを計算
しかつ適当な信号を可変プーリ２２及び２４に送りかつ
選ばれたエンジンに基づくエンジンの性能及び経済マッ
プの最適の点を達成する。電気／液圧制御ボックス１２
０は、また、セレクタレバー１２６が中立位置にあると
き、可変ベルト比を１．５７に設定してヒステリシスを
減少しかつハンチング（ｈｕｎｔｉｎｇ）を除去する。 電気／液圧制御ボックス１２０は、更に、範囲のアップ
シフト又は範囲のダウンシフトを実行するために適当な
信号を送る。
【００４９】ポンプ１０６は溜め１２４から流体を供給
して調整されたトルク圧力をセレクタ弁１２７に送る。 セレクタレバー１２６はセレクタ弁１２７に接続され、
そのセレクタ弁１２７はライン１２８によって調整され
たトルク圧力を制御する。セレクタレバー１２６が中立
位置にあるとき、多板クラッチ９０、又は中立及び過負
荷クラッチは離脱（非係合）されかつ遊星減速装置すな
わち遊星歯車セットの太陽部分７４は自由に回転する。 クラッチ制御信号はライン１２９を通してクラッチ制御
弁１３０に送られる。電気／液圧制御ボックス１２０は
ライン１３１を通して信号を送って可変プーリの比率を
１．５７に保つ。
【００５０】前進信号がライン１３４を通してレンジ弁
１３２に送られる。後進信号がライン１３５を通してレ
ンジ弁１３２に送られる。制御レバーすなわちセレクタ
レバー１２６が前進又は後進位置に置かれると、中立／
過負荷クラッチは軽く係合されかつ調整されたトルク圧
力がレンジ弁１３２を通して可変プーリ２２及び２４に
配送され、それらのプーリは回路図においてＶ１及びＶ
２で示されている。可変プーリ２２、２４への移動中、
トルク圧力は、比率制御流体がトルク圧力流体の反対の
プーリに送られるように、転換弁１３６を適当な位置に
向ける。
【００５１】乗り物が前進方向に加速されておりかつ全
体の速度比が０．５５に達したとき、レンジフォーク１
３８は左に移動して変速機を高速範囲にする。これによ
りトルク圧力流体は第２のプーリ２４に送られかつ比率
制御流体は第１のプーリ２２に送られる。低速範囲信号
及び高速範囲信号は、それぞれライン１４０及び１４１
によって電気／液圧制御ボックス１２０から送られる。 プーリ比率信号はライン１４２によって電気／液圧制御
ボックス１２０から送られる。
【００５２】図７の配管図は制御装置の好ましい実施例
を示す。この配管図はクラッチ制御弁１３０に接続され
たセレクタ弁１２７を示している。セレクタ弁１２７及
びクラッチ制御弁１３０の両者はクラッチ作用ピストン
９４に接続されている。セレクタ弁１２７はレンジ弁１
３２及び転換弁１３６に配管接続されている。セレクタ
弁１２７は、また、第２の圧力弁１５０に配管接続され
、その圧力弁はレンジパイロット弁１５１に接続され、
アキュムレータ１５３が圧力弁とレンジパイロット弁と
の間にある。第２の圧力弁１５０及び転換弁１３６はそ
れぞれ比率流量弁１５３に配管接続され、その比率流量
弁１５３はポンプ圧力弁１５４及びパイロット圧力弁１
５５に配管接続されている。流れのための圧力はポンプ
１０６によって供給され、そのポンプは圧力ライン１４
６と吸入ライン１４８とを備えている。この制御装置を
介して流体が可変プーリ２２又はＶ１及び可変プーリ２
４又はＶ２に供給される。
【００５３】制御装置の弁は記載された変速機の各状態
に対して下表の位置にある。 表中の呼称は次の通りである。 Ｌ：左又は反時計回り方向 Ｒ：右又は時計回り方向 Ｍ：中央 Ｃ：制御可変 Ｎ：適用不能
【００５４】制御装置を備える無限可変変速機は種々の
大きさ及び性能特性を有するエンジンと適合する。この
変速機の好ましい実施例は、減速歯車装置を有する、一
軸、セラミックガスタービン動力の乗用車と共に使用す
るように開発された。本発明の無限可変変速機は、固定
比率歯車速度減速機を有する一軸タービンエンジンの最
適の特性を利用するのに必要な毎分４５００ないし６０
００回転の範囲内の入力速度で連続的に運転可能である
。
【００５５】図８はエンジン速度を最初に最大動力出力
点に至らしめた後にデュアルレンジＩＶＴを有する乗り
物を加速するための制御戦略を記載したフローチャート
から成る。この制御ループは電気制御ボックス１２０に
よって周期的に行われ、かつ図６の電気制御ボックス１
２０によって実行される他の制御動作の通常の実行に対
する調時された中断によって実行される。エンジンは動
作しかつ回転している。中断が発生しかつ制御が決断ボ
ックス８００を通過すると、電気制御ボックス１２０は
スロットルが広く開いた状態（ｗｉｄｅ　　ｏｐｅｎ　
　ｔｈｒｏｔｔｌｅ）になっているか否かをテストする
。典型的に運転者がアクセルペダルを完全に踏み込んだ
ときこの状態が存在する。もしスロットルが広く開いた
状態になっていないと、そのときは制御はライン８０２
を通過しかつ中断ルーチンが出されかつこの加速戦略は
バイパスされる。
【００５６】しかしながら、もしスロットルが広く開い
た状態が存在すると、その時は制御はライン８０４上を
決断ボックス８０６まで通過する。このとき次の事が起
こる。すなわち入力軸１２を出力軸１４に連結している
出力クラッチは、エンジンのピストンによって入力軸１
２に送られる動力がエンジン及び前述の駆動トレインの
回転部品の回転速度を増加するためにほとんど全て使用
されるように、実質的に離脱（非係合）される。電気制
御ボックス１２０は入力軸１２の回転速度を測定するこ
とによってエンジン速度を決定する。もしエンジン速度
が最大動力出力速度より低いと、そのとき制御はライン
８０２を通過しかつ中断ルーチンが出される。もしエン
ジン速度が最大動力速度に達すると又はそれを超えると
、そのとき制御は動作ボックス８１０までライン８０８
を通過する。この点において、電気制御ボックス１２０
は、乗り物を加速し同時に一定のエンジン速度を基本的
に保つように連結クラッチ９０を十分な程度に係合する
ために適当な制御信号を伝達する。この時点において、
エンジンの動力の殆ど全ては乗り物の速度を増加するよ
うに分配される。残りの動力はエンジンの現在の速度を
保つために使用される。制御はそれからライン８０２を
通過しかつ中断ルーチンが出される。
【００５７】ＩＶＴを備える乗り物のための加速戦略に
ついての上記記載は、出力トルクが乗り物牽引能力を超
えないという点で最も価値がある。しかしながら、もし
入力軸１２上の出力トルクが乗り物の牽引力を超過し或
いはもし他の理由で連結クラッチ９０を係合する前にエ
ンジンが最大動力速度まで加速するのを待つのが好まし
くないなら、代わりとして図９の加速戦略が好ましい。 一般的に、動力に対する運転者の要求に応答して、エン
ジンの出力動力はタイアの牽引を失うことなく可能な最
大の程度まで乗り物を加速することとエンジンを加速す
ることとに使われる。更に詳細には、電気制御ボックス
１２０はプログラムされた中断の発生に応答して図９に
示された制御ループを実行する。決断ボックス９００に
おいて電気制御ボックス１２０はスロットルが広く開い
た状態が存在するか否かをテストする。もしスロットル
が広く開いた状態が存在しないと、そのとき制御はライ
ン９０２を通過しかつ中断ルーチンが出されかつこの制
御戦略がバイパスされる。もしスロットルが広く開いた
状態が存在すると、そのとき制御は決断ボックス９０６
までライン９０４を通過する。
【００５８】もしエンジンによって発生された動力が乗
り物の牽引力を超えないと、そのとき制御は動作ボック
ス９１０までライン９０８を通過する。連結クラッチ９
０は十分に係合されかつエンジン速度及び乗り物速度は
同時に増加する。制御はライン９０２を通過しかつ中断
ルーチンが出される。しかしながら、もしエンジンによ
って発生された動力が入力軸１２の入力トルクを乗り物
の牽引力を超過させると、そのとき制御は動作ボックス
９１４までライン９１２を通過する。
【００５９】動作ボックス９１４において、電気制御ボ
ックス１２０は、連結クラッチ９０を通して出力軸１４
に伝達されるトルクが乗り物の牽引限界を超過しない程
度に、クラッチを係合するように適当な信号を伝達する
。この時点において、車輪は牽引力を失うことなく受け
ることが可能な最大のトルクによって駆動され、一方エ
ンジンはより高い動力点まで加速するために残りの動力
を受ける。制御はライン９０２を通過しかつ中断ルーチ
ンが出される。
【００６０】ＩＶＴを備える乗り物を加速するための最
終の制御戦略が図１０に示されている。制御ループが決
断ボックス１０００において開始したとき、適当な信号
が電気制御ボックス１２０に中継され、その信号は連結
クラッチ９０が離脱されるべきことを示す。この信号は
、乗り物の運転者がアクセルを踏み込み同時にブレーキ
ペダルを圧し下げているときの好ましい実施例において
発生される。決断ボックス１０００において、電気制御
ボックス１２０はスロットルが広く開いた状態になって
いるか否かをテストする。もしスロットルが広く開いた
状態になっていないと、そのとき制御はライン１００２
を通過しかつ中断ルーチンが出される。もしスロットル
が広く開いた状態になっていると、そのとき制御は決断
ボックス１００６までライン１００４を通過する。
【００６１】決断ボックス１００６において、電気制御
ボックス１２０は運転者がクラッチを係合するための所
望のエンジン速度が達成されたことを合図したか否かを
テストする。好ましい実施例において、これは運転者が
ブレーキペダルを解放し同時にアクセルペダルを踏み込
んでいるときに起こる。もし所望のエンジン速度がまだ
達成されないと、そのとき制御はライン１００２を通過
しかつ中断ルーチンが出される。したがって、運転者は
すぐに乗り物を加速するか、又はスロットルが広く開か
れたときエンジンが高い動力点に「スプールアップ（ｓ
ｐｏｏｌ　　ｕｐ）」するのを所望の時間待つかを選択
できる。
【００６２】所望のエンジン速度が達成されたことをも
し運転者が合図したら、そのとき制御は動作ボックス１
０１０までライン１００８を通過し、かつ連結クラッチ
９０は係合される。加えて、連続可変変速比はエンジン
を減速するのに十分に増加される。連続クラッチ９０を
介して出力軸１４に伝達される減速するエンジンからの
動力エネルギは乗り物の加速率を押し上げる。エンジン
の減速それ自身は乗り物を加速するために追加のトルク
を与えるので、図１０に示される戦略における最大のエ
ンジン速度は最大の加速が望まれたとき最大の動力速度
を実際に超えるこをと認識すべきである。クラッチが係
合されかつＣＶＴのプーリが調整された後、制御はライ
ン１００２を通過しかつ中断ルーチンが出される。
【００６３】第３の戦略を実行するのに車輪の牽引につ
いて何ら考慮されていないことを注意すべきである。し
がたって、牽引の損失を阻止するために車輪に送られる
トルクを制御することは乗り物の運転者にまかされる。 理想的には、この戦略は牽引力がエンジンから供給可能
な最大トルクに合うか又はそれを超える乗り物に使用さ
れる。
【００６４】本発明の特別の実施例が説明されたが、本
発明はこの実施例に限られないことを理解すべきである
。この発明に係る当業者はこの発明の原理を採用して改
良、変更できる。
【００６５】
【発明の効果】本発明によれば、エンジンによって発生
される有限の動力をエンジン速度の加速と乗り物の加速
とに有効に分配できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御ステージと共に使用される無限可
変変速機の長手方向断面図であって内部の要素の配置を
示す断面図である。
【図２】図１の一部の詳細図である。
【図３】内部の要素の配置を示す説明する図１の変速機
の端面図である。
【図４】二つの動力通路及び対の遊星歯車セットを示す
無限可変変速機の概略図である。
【図５】可変ベルト比に対してプロットされた全体のＩ
．Ｖ．Ｔ．速度比の関係のグラフ図である。
【図６】無限可変変速機用の制御装置の概略図である。
【図７】制御装置の配管図である。
【図８】エンジンを最大速度に加速し、その後変速機出
力クラッチを係合して乗り物を加速する制御戦略のため
のブロック線図である。
【図９】エンジン及び乗り物を同時に加速する制御戦略
のブロック線図である。
【図１０】エンジンを加速し、その後変速機出力クラッ
チを係合して乗り物を加速し、かつ減速中のエンジンか
ら変速機出力部へエネルギを伝達するために可変要素の
比率を変更する制御戦略のブロック線図である。
【符号の説明】
１０　　無限可変変速機　　　　　　　　　　　　　　
　　１２　　入力軸１４　　出力軸　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　１６　　中間軸２０　
　連続可変速度機構　　　　　　　　　　　　　　２２
　　第１の可変プーリ ２４　　第２の可変プーリ　　　　　　　　　　　　　
　２６　　ベルト５０　　固定比率駆動装置　　　　　
　　　　　　　　　６０　　ハウジング ６２　　第１の遊星歯車セット　　　　　　　　　　７
０　　第２の遊星歯車セット ８２、９０　　クラッチ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　トルク入力源を回転駆動するエンジン
    からトルク出力部に動力を伝達して無限可変変速機を有
    する乗り物を加速するための連結手段を調整可能に制御
    するための方法において、前記トルク入力源から利用可
    能な動力を確認する段階と、前記乗り物と前記エンジン
    を所望の比率で加速するために前記得ることのできる動
    力を前記乗り物を加速するためのトルク出力部に調整可
    能に連結する段階と、を含む制御方法。
  2. 【請求項２】　　請求項１に記載の制御方法において、
    更に、前記連結手段をほぼ完全に離脱しかつ前記入力ト
    ルク源を前記トルク源の回転速度がピーク動力速度にほ
    ぼ達するまで加速する段階と、前記乗り物を加速するた
    めに前記連結手段を実質的に係合して動力を前記入力ト
    ルク源から前記トルク出力部に伝達する段階と、を含む
    制御方法。
  3. 【請求項３】　　請求項１に記載の制御方法において、
    更に、前記入力トルク源が前記乗り物の車輪牽引力を超
    える入力トルクを発生するのに十分なアイドル回転速度
    に保たれる段階と、前記トルク出力部に伝達される前記
    入力トルク源からのトルクの部分が前記乗り物の車輪の
    牽引力に一致するがそれを超えないように、前記連結手
    段が調整可能に係合される段階と、前記入力トルク源に
    よって受けられた過剰の動力を使用して前記入力トルク
    源の回転速度を増加する段階と、を含む制御方法。
  4. 【請求項４】　　請求項１に記載の制御方法において、
    更に、離脱信号を受ける段階と、前記連結手段をほぼ完
    全に離脱しかつ前記入力トルク源の回転速度を加速する
    段階と、所望のエンジン速度が達成されたとき係合信号
    を受ける段階と、前記連結手段を係合する段階と、エン
    ジンを減速すると共に前記乗り物を加速するために連続
    可変変速比を増加する段階と、を含む制御方法。
  5. 【請求項５】　　請求項４に記載の制御方法において、
    前記乗り物の運転者が車輪ブレーキ機構を動作し同時に
    アクセルが踏み込まれたのに応答して前記連結手段が実
    質的に離脱される制御方法。
  6. 【請求項６】　　請求項５に記載の制御方法において、
    前記係合信号が前記車輪ブレーキ機構の動作解除に応答
    して発生される制御方法。
JP4008521A 1991-01-30 1992-01-21 無限可変変速機用制御方法 Pending JPH04321871A (ja)

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