JPH09210164A

JPH09210164A - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JPH09210164A
Application number: JP3311496A
Authority: JP
Inventors: Eiji Inoue; 英司井上
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1996-01-29
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、低い分解能の電磁ソレノイドを用
い、スリーブの位置信号でフィードバック制御して高い
分解能の電磁ソレノイドを用いた場合と同等のきめ細か
い制御を可能にするトロイダル型無段変速機を提供す
る。【解決手段】このトロイダル型無段変速機は、電磁ソ
レノイド１９の分解能より高い分解能を有するスリーブ
１１の位置を検出するスリーブ位置センサー２２を設
け、目標変速比に応じてスリーブ１１の目標スリーブ位
置を設定し、スリーブ位置センサー２２によってスリー
ブ１１の実スリーブ位置を検出し、電磁ソレノイド１９
のｄｕｔｙ制御値を目標スリーブ位置と実スリーブ位置
との差によって補正し、補正されたｄｕｔｙ制御値を出
力し、変速比を決定するスリーブ１１の位置を補正す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、変速比を制御するた
めの制御弁に設けた油圧を制御するスリーブを有するト
ロイダル型無段変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、トロイダル型無段変速機は、図
３に示すようなトロイダル変速部１を備えている。トロ
イダル型無段変速機のトロイダル変速部１は、対向して
配置された入力ディスク２と出力ディスク３、両ディス
ク２，３に対する傾転角度の変化に応じて入力ディスク
２の回転を無段階に変速して出力ディスク３に伝達する
一対のパワーローラ４（一方のみ図示）、及びパワーロ
ーラ４をそれぞれ回転自在に支持し且つ傾転軸５の回り
に傾転可能な一対のトラニオン６（一方のみ図示）から
構成されている。

【０００３】通常、トラニオン６は、ある変速比におい
て中立位置にある。即ち、トラニオン６は入力ディスク
２及び出力ディスク３の回転中心線Ａ−Ａとパワーロー
ラ４の回転中心線Ｂ−Ｂが交叉する位置（＝中立位置）
にある。変速はトラニオン６を中立位置から傾転軸５の
軸方向に変位させることによって行われる。トラニオン
６が傾転軸方向に変位すると、それに伴ってトラニオン
６はその変位方向と変位量に応じた向きと速さで傾転軸
５の回りに傾転し、入力ディスク２とパワーローラ４と
の接触点が描く半径と出力ディスク３とパワーローラ４
との接触点が描く半径との比が変化することによって変
速が行われる。

【０００４】トロイダル型無段変速機は、例えば、パワ
ーローラ４の傾転駆動を制御弁１０によって行われる。
制御弁１０は、電磁ソレノイド制御装置によって駆動さ
れ、従来から種々のものが知られているが、例えば、図
３に示すように、弁ケース１２に形成された孔内に摺動
自在に配置されたスリーブ１１、スリーブ１１内にリタ
ーンスプリング１６を介在して摺動自在に挿通されたス
プール１３、トラニオン６と一体に変位してスプール１
３を軸方向に変位させるプリセスカム１８、スプール１
３とスリーブ１１とが軸方向へ相対変位することにより
油圧が供給又は排出されてトラニオン６を傾転軸５方向
に変位させるためピストン７を移動させる油圧シリンダ
８、スリーブ１１を軸方向に変位させるため作動油を供
給するため作動されるソレノイド弁２１、ソレノイド弁
２１を作動するため、ソレノイド弁２１を電磁駆動する
電磁ソレノイド１９、電磁ソレノイド１９に目標変速比
に応じた制御信号を送るコントローラ２０を備えてい
る。

【０００５】また、スプール１３はスリーブ１１内に摺
動自在に配置され、リターンスプリング１６がスリーブ
１１とスプール１３との間に設けされている。スプール
１３の一端にはリターンスプリング１６に当接し、スプ
ール１３がばね力で右方向に付勢され、スプール１３の
他端には枢着されたレバー１７の一端が当接し、レバー
１７の他端は傾転軸５の先端に取り付けられたプリセス
カム１８に当接している。このため、スプール１３は、
トラニオン６が傾転軸５の軸方向に変位したり、或いは
傾転軸５の回りに回動することによって軸方向に変位す
る。

【０００６】電磁ソレノイド１９はソレノイド弁２１を
電磁駆動し、ソレノイド弁２１の開閉駆動によってスリ
ーブ１１の端部に作用する管路１４を通じて送り込まれ
る油圧の大きさが制御される。ソレノイド弁２１はコン
トローラ２０からの出力信号に基づいてスリーブ１１の
左端へ作用する圧力Ｐｓの大きさを制御する。スプール
１３はプリセスカム１８及びレバー１７を介してパワー
ローラ４を支持するトラニオン６に連結され、トラニオ
ン６の傾転角及び傾転軸５の方向の変位の合成値に対応
した位置に保持される。ソレノイド弁２１は、コントロ
ーラ２０からの信号に基づいてスリーブ１１の左端に作
用する圧力Ｐｓを出力し、圧力Ｐｓの作用でスリーブ１
１は右方向へ押され、左方向にはリターンスプリング１
５によりスリーブ１１は押され、スリーブ１１に加わる
力の釣り合う位置にスリーブ１１は制御される。従っ
て、ソレノイド弁１９を介して油圧がスリーブ１１の左
端に作用すると、スリーブ１１は油圧Ｐｓとリターンス
プリング１５の力が釣り合う位置まで移動する。

【０００７】制御弁１０における電磁ソレノイド制御装
置において、コントローラ２０はソレノイド弁２１の電
磁ソレノイド１９へ目標変速比に応じた出力信号を送
る。即ち、図４の処理フロー図に示すように、電磁ソレ
ノイド制御がスタートし、メインルーチンで変速情報を
基に目標変速比ｅ₀ が算出される（ステップ１１）。目
標変速比ｅ₀ が算出されると、コントローラ２０は算出
した目標変速比ｅ₀ に応じたｄｕｔｙ（デューティ）を
算出する（ステップ１２）。ｄｕｔｙが算出されると、
該算出したｄｕｔｙをソレノイド弁１９へ出力する（ス
テップ１３）。次いで、電磁ソレノイド制御は、再びメ
インルーチンのスタートへ戻る（ステップ１４）。

【０００８】次に、このトロイダル型無段変速機の変速
時の作動について説明する。以下、減速側へ変速する場
合について図３を参照しながら説明する。（１）コントローラ２０からの信号によってソレノイド
弁１９が作動し、圧力Ｐｓが管路１４を通じてスリーブ
１１の左端に作用し、スリーブ１１は図３の状態よりも
右側へ移動する。スリーブ１１とスプール１３との相対
位置が変化し、Ｐｄ回路とＰＬ回路との連通路が開いて
油圧源から管路９ｂを通じて減速側シリンダ室８ｂへラ
イン圧ＰＬが供給される。一方、Ｐｕ回路とドレン回路
との連通路が開いて増速側シリンダ室８ａの油圧は管路
９ａを通じてタンクへドレンされ、その結果、（Ｐｄ回
路の油圧）＞（Ｐｕ回路の油圧）となり、トラニオン６
は下向きにオフセットする。この時、パワーローラ４は
サイドスリップ力により傾転軸５を中心に矢印ｄｏｗｎ
の方向へ傾転を開始する。（２）パワーローラ４が傾転するに従って、スプール１
３はパワーローラ４の傾転軸方向変位と傾転角の合成値
分だけ図３において右側へシフトし、Ｐｄ回路とＰＬ回
路との連通路、及びＰｕ回路とドレン回路との連通路が
絞られ、スリーブ１１とスプール１３との相対位置が中
立状態になったところで、Ｐｄ回路の油圧とＰｕ回路の
油圧とは等しくなる。（３）しかし、パワーローラ４は、上記状態では依然と
して、傾転軸方向にオフセットしたままであるから、サ
イドスリップ力により傾転を続ける。その結果、スプー
ル１３はスリーブ１１との中立位置よりも右側へ移動
し、逆にＰｄ回路とドレンとの連通路、及びＰｕ回路と
ＰＬ回路との連通路が開き、Ｐｄ＜Ｐｕとなり、トラニ
オン６は上向きに変位し、パワーローラ４の傾転軸方向
変位が小さくなり、それに伴ってサイドスリップ力も弱
まり、傾転速度が低下する。（４）トラニオン６が中立位置を中心に上下に往復運動
を繰り返すうちに、振幅が小さくなっていき、パワーロ
ーラ４の傾転軸方向変位が零でスプール１３の位置がス
リーブ１１に対して中立となったところで変速が終了す
る。

【０００９】従来、分解能を増大させるリニアパルスモ
ータとして、特開昭６３−１１０５８号公報に開示され
たものがある。該リニアパルスモータは、そのスケール
上に微動機構を２段に重ねて搭載することにより、スケ
ールの動作分解能を増大するのである。また、特開平２
−２１０６３号公報に開示された自動変速機の油圧制御
装置は、クラッチ機構の作動途中では、減圧手段で油圧
を低い設定値まで減圧し、この油圧をデューティ制御し
てクラッチ圧を調整すると共に、作動終了後は高油圧に
戻すことにより、変速ショックの低減を図るのである。
更に、実開平２−１３１０９１号公報に開示された可変
容量ポンプ／モータの容量制御装置は、可変容量ポンプ
の高速制御と高分解能とを同時に可能にするものであ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ト
ロイダル型無段変速機では、変速比の分解能はソレノイ
ド弁２１へ出力される信号の分解能に依存するが、この
信号を出力する装置、即ち、ソレノイド弁駆動回路は、
信頼性が高く、コストも安いこと等から、ＰＷＭ（パル
ス幅変調）制御回路を用いることが一般的である。とこ
ろが、一般的なＰＷＭ制御回路は、その分解能が１／１
００程度であるので、変速比の分解能は１／１００以下
に制限されてしまい、よりきめ細かい変速制御を行うこ
とができない。また、分解能がより高いＰＷＭ制御回路
も知られているが、ＰＷＭ制御回路が高価になり、ＰＷ
Ｍ制御の利点が減じてしまう。

【００１１】

【課題を解決するため手段】この発明の目的は、上記の
問題を解決することであり、変速比を制御するスリーブ
のスリーブ位置を、前記スリーブに油圧を供給して前記
スリーブの位置を変更するソレノイド弁を制御する電磁
ソレノイドの分解能より高い分解能、例えば、１／２５
６等の分解能のスリーブ位置センサーで検出し、前記ス
リーブ位置センサーによる検出値と目標値との偏差によ
って前記電磁ソレノイドへの出力信号を補正し、低い分
解能、例えば、１／１００程度の分解能の前記電磁ソレ
ノイドを用いて高い分解能で変速比を制御できるトロイ
ダル型無段変速機を提供することである。

【００１２】この発明は、変速制御用油圧回路における
制御弁に設けた変速比を設定するスリーブに油圧を供給
するため電磁ソレノイドで作動されるソレノイド弁、前
記電磁ソレノイドの分解能より高い分解能を有する前記
スリーブの位置を検出するスリーブ位置センサー、及び
運転状況に対応する変速比に制御するため前記スリーブ
の位置を設定する油圧を制御するコントローラを具備
し、前記コントローラは、目標変速比に応じて設定した
前記スリーブの目標スリーブ位置と前記スリーブ位置セ
ンサーによって検出された前記スリーブの実スリーブ位
置との差によって、前記電磁ソレノイドのｄｕｔｙ制御
値を補正し、補正されたｄｕｔｙ制御値を出力する制御
を行うトロイダル型無段変速機に関する。

【００１３】また、このトロイダル型無段変速機は、対
向して配置された入力ディスクと出力ディスク、前記両
ディスクに対する傾転角度の変化に応じて前記入力ディ
スクの回転を無段階に変速して前記出力ディスクに伝達
するパワーローラ、前記パワーローラを回転自在に支持
する傾転軸方向に変位可能なトラニオン、及び前記トラ
ニオンを傾転軸方向に変位させる油圧シリンダを有して
いる。

【００１４】更に、このトロイダル型無段変速機におい
て、前記変速制御用油圧回路は、変速比を制御するため
前記制御弁によって制御された油圧を前記油圧シリンダ
に供給する回路と、前記スリーブの位置を変位させる作
動油を前記電磁ソレノイドで作動される前記ソレノイド
弁の駆動によって前記スリーブに供給する回路から構成
されている。

【００１５】この発明によるトロイダル型無段変速機
は、上記のように、変速比を決定するスリーブに対する
油圧を制御するソレノイド弁を低い分解能の電磁ソレノ
イドを用いて制御しているにもかかわらず、スリーブ位
置によってスリーブの検出値と目標値との偏差に応答し
て前記電磁ソレノイドへの出力信号を補正し、高い分解
能の電磁ソレノイドを用いたと同等のきめ細かい変速制
御を確保する効果を達成できる。また、このトロイダル
型無段変速機は、作動油を供給制御する前記ソレノイド
弁を上記のように補正したので、分解能が１／１００程
度の安価な電磁ソレノイド制御装置によってあたかも高
い分解能の電磁ソレノイドを用いたように変速比を制御
することができる。

【００１６】

【実施例】以下、図１及び図２を参照して、この発明に
よるトロイダル型無段変速機の実施例について説明す
る。図１はこの発明によるトロイダル型無段変速機の一
実施例を示す概略説明図、及び図２は図１のトロイダル
型無段変速機の一実施例を示す処理フロー図である。図
１のトロイダル型無段変速機は、図３に示すトロイダル
型無段変速機と比較して、スリーブ位置センサーを設け
ている以外は同一の構成を有するので、同一の部品には
同一の符号を付している。

【００１７】この実施例のよるトロイダル型無段変速機
は、対向して配置された入力ディスク２と出力ディスク
３、両ディスク２，３に対する傾転角度の変化に応じて
入力ディスク２の回転を無段階に変速して出力ディスク
３に伝達するパワーローラ４、パワーローラ４を回転自
在に支持する傾転軸方向に変位可能なトラニオン６、ト
ラニオン６を傾転軸方向に変位させる油圧シリンダ８
（８ａ，８ｂ）、油圧シリンダ８への油圧を制御する制
御弁１０、制御弁１０を変位させる作動油を制御弁１０
に供給するため電磁ソレノイド１９で作動されるソレノ
イド弁２１、及び変速比を制御するための油圧を制御す
るスリーブ１１を有するものであり、特に、電磁ソレノ
イド１９の分解能より高い分解能を有するスリーブ１１
の位置を検出するスリーブ位置センサー２２を設け、目
標変速比に応じてスリーブ１１の目標スリーブ位置を設
定し、スリーブ位置センサー２２によってスリーブ１１
の実スリーブ位置を検出し、電磁ソレノイド１９のｄｕ
ｔｙ制御値を目標スリーブ位置と実スリーブ位置との差
によって補正し、補正されたｄｕｔｙ制御値を出力する
ものである。

【００１８】この実施例では、スリーブ位置センサー２
２はスリーブ１１の端面に当接してスリーブ１１の位置
を検出するように構成されているポテンシオメータであ
る。スリーブ位置センサー２２は、スリーブ１１の位置
を検出し、その検出値をコントローラ２０へフィードバ
ックし、その分解能でコントローラ２０を制御し、電磁
ソレノイド１９をオン・オフしてスリーブ１１の位置を
維持している。電磁ソレノイド１９の駆動回路の分解能
は、スリーブ位置センサー２２の分解能よりも劣ってい
る。しかるに、電磁ソレノイド１９の分解能をアップさ
せると高価なものになり、一般的には分解能１／１００
程度がコスト上安価で使用できる。これに対して、スリ
ーブ位置センサー２２の分解能は、８ビット以上のもの
が一般的であり、その分解能は１／２５０程度である。
従って、電磁ソレノイド１９によるソレノイド弁２１の
開閉を、スリーブ位置センサー２２のスリーブ１１の位
置の検出信号によってコントローラ２０にフィードバッ
クしてソレノイド弁２１を制御すれば、あたかも電磁ソ
レノイド１９の分解能を高めた状態で制御でき、高精度
によりきめの細かい制御を達成できる。

【００１９】このトロイダル型無段変速機の作動につい
て、図２を参照して説明する。この実施例のトロイダル
型無段変速機では、スリーブ位置センサー２２のスリー
ブ１１の位置の検出信号がコントローラ２０へ入力され
る。メインの制御ルーチンにおいて、車速、アクセル開
度、エンジン回転数等によって目標変速比ｅ０が決定さ
れる（ステップ１）。コントローラ２０は目標変速比ｅ
０に応じて目標スリーブ位置Ｖ０を決定する（ステップ
２）。スリーブ位置センサー２２によってスリーブ１１
の位置即ち実スリーブ位置Ｖが検出される（ステップ
３）。コントローラ２０は、スリーブ位置センサー２２
からの信号による実スリーブ位置Ｖと目標スリーブ位置
Ｖ０との偏差によってソレノイド弁２１を駆動する電磁
ソレノイド１９への出力信号のｄｕｔｙ補正量を決定す
る（ステップ４）。そこで、目標変速比ｅ０に応じて決
定されている電磁ソレノイド１９へのｄｕｔｙ出力信号
に、スリーブ位置によるｄｕｔｙ補正量を加え、補正さ
れたｄｕｔｙ出力信号を電磁ソレノイド１９へ出力し、
ソレノイド弁２１の開閉駆動を行って変速比を決定する
スリーブ１１の位置を補正する制御をする（ステップ
５）。

【００２０】例えば、このトロイダル型無段変速機にお
いて、ソレノイド弁２１を駆動する電磁ソレノイド１９
の分解能が１／１００、スリーブ位置センサー２２の分
解能が１／２００、ソレノイド弁２１の電磁ソレノイド
１９への出力信号のｄｕｔｙ比５０％、５１％に対応す
るスリーブ位置センサー２２の信号が１００／２００、
１０２／２００であり、この時の目標変速比ｅ０がスリ
ーブ位置センサー２２の信号に換算して１０１／２００
の場合、スリーブ１１はスリーブ位置センサー２２の信
号に換算して１００／２００と１０２／２００と間を往
復するが、トロイダル変速部１の応答性に比べて十分に
速いので、結果的に、１００／２００と１０２／２００
との平均値である１０１／２００に相当する変速比にト
ロイダル変速部１は制御されることになる。従って、こ
のトロイダル型無段変速機のトロイダル変速部の変速比
は高精度によりきめ細かな制御がされることになる。

【００２１】

【発明の効果】この発明によるトロイダル型無段変速機
は、上記のように、ソレノイド弁を駆動する電磁ソレノ
イドの分解能より高い分解能を有する変速比を決定する
スリーブの位置を検出するスリーブ位置センサーを設
け、目標変速比に応じて目標スリーブ位置と実スリーブ
位置との差によって電磁ソレノイドへのｄｕｔｙ出力信
号を補正し、補正されたｄｕｔｙ制御値を出力するよう
に構成したので、分解能が１／１００程度の安価な電磁
ソレノイドによって、より高い分解能でソレノイド弁を
駆動でき、変速比を高精度によりきめ細かく変速制御で
き、トロイダル型無段変速機のコストを低減できる。し
かも、スリーブ位置による位置信号でフィードバックし
て補正されるので、油温の変化等による外乱が発生した
としても、直ちに所定の変速比に制御することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるトロイダル型無段変速機の一実
施例を示す概略説明図である。

【図２】この発明によるトロイダル型無段変速機の作動
の一実施例を示す処理フロー図である。

【図３】従来のトロイダル型無段変速機を示す概略説明
図である。

【図４】従来のトロイダル型無段変速機の作動を示す処
理フロー図である。

【符号の説明】

１トロイダル変速部２入力ディスク３出力ディスク４パワーローラ５傾転軸６トラニオン８油圧シリンダ１０制御弁１１スリーブ１９電磁ソレノイド２０コントローラ２１ソレノイド弁２２スリーブ位置センサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変速制御用油圧回路における制御弁に設
けた変速比を設定するスリーブに油圧を供給するため電
磁ソレノイドで作動されるソレノイド弁、前記電磁ソレ
ノイドの分解能より高い分解能を有する前記スリーブの
位置を検出するスリーブ位置センサー、及び運転状況に
対応する変速比に制御するため前記スリーブの位置を設
定する油圧を制御するコントローラを具備し、前記コン
トローラは、目標変速比に応じて設定した前記スリーブ
の目標スリーブ位置と前記スリーブ位置センサーによっ
て検出された前記スリーブの実スリーブ位置との差によ
って、前記電磁ソレノイドのｄｕｔｙ制御値を補正し、
補正されたｄｕｔｙ制御値を出力する制御を行うトロイ
ダル型無段変速機。
【請求項２】対向して配置された入力ディスクと出力
ディスク、前記両ディスクに対する傾転角度の変化に応
じて前記入力ディスクの回転を無段階に変速して前記出
力ディスクに伝達するパワーローラ、前記パワーローラ
を回転自在に支持する傾転軸方向に変位可能なトラニオ
ン、及び前記トラニオンを傾転軸方向に変位させる油圧
シリンダを有している請求項１に記載のトロイダル型無
段変速機。
【請求項３】前記変速制御用油圧回路は、変速比を制
御するため前記制御弁によって制御された油圧を前記油
圧シリンダに供給する回路と、前記スリーブの位置を変
位させる作動油を前記電磁ソレノイドで作動される前記
ソレノイド弁の駆動によって前記スリーブに供給する回
路から構成されている請求項１又は２に記載のトロイダ
ル型無段変速機。