JPS60222655A - 車両用無段変速装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 この発明は車両用無段変速装置に関し、特に変速比に無
限大値を有する車両用無段変速装置における制御手段の
改良に係るものである 〔従来技術〕 従来から車両に適用される無段変速装置は、主としてＶ
ベルト変速機と、トルクコンバータ、もしくは遠心クラ
ッチとを組合せて、車両の発進から停止までの機能を得
４る構成のものが多かった。

しかしながらこの従来構成でのトルクコンバータは形状
９重量が共に大きくて効率も悪く、また遠心クラッチは
形状の制約などから結合回転数が高く、そしてこれらの
いずれもが、車両をスムーズに発進させる作動を得るの
にスリップを伴なうため、その発熱対策上からも形状の
小型化ができず、装置の全体が大型化するのを避は得な
いものであった。

そこでこのような問題点を解決する目的で、さきに特公
昭４１１１−１７．１８１１号、また特公昭４１１−４
１１，１１０８号、あるいは特開昭５７−４７．０１１
１号公報などにおいて、特に前記トル表コンバータとか
遠心クラッチなどを用いずに、所期の発進、停止作動を
得る構成として、変速比に無限大値を有する無段変速装
置が提案された。しかしこの構成の場合、たとえこのよ
うに変速比に無限大値を有するからといっても、そのま
Ｓスムーズな発進作用が得られるものではなく、ひとつ
には機関回転の吹き上りと変速制御との整合が必要であ
り、この点に関して問題を有するものであった。

〔発明の概要〕

この発明は従来のこのような欠点を改善するために、ア
クセル作動に応動してまず変速作動を開始させ、この変
速作動開始後に機関回転の吹き上りを開始させて、その
整合をとり得るようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下この発明に係る車両用無段変速装置の一実施例につ
き、第１図および第２図を参照して詳細に説明する。

第１図はこの実施例装置の基本構造を示す構成。

図であり、また第２図はその変速制御特性を示す図であ
る。

第１図において、符号ｌは車両の動力源としての機関を
示し、２は機関ｌを付勢する気化器もしくは燃料噴射装
置を作動させて、機関回転数を制御するスロットル弁、
３は機関ｌから出力を取り出す機関出力軸である。４は
第１伝達機構であって、前記機関出力軸３に固定したス
プロケット５゜および無段変速機構８の入力軸に固定し
たスプロケット６と、これらの両者を結合するチェーン
７とから構成されている。８は摩擦駆動を利用した無段
変速機構であり、前記スプロケッ）Ｂの入力軸上に設け
た入力伝動板８．出力伝動板１０．回転子１１、変速出
力軸１２．変速リング１３．変速軸！４および加圧機構
１５のそれぞれと、回転子１１を支持する補助リング１
Ｂとから構成゛されている。

また１７は第２伝動機構であって、前記変速出力軸１２
の軸上に固定した歯車１８と、この歯車１８に噛合され
、かつ車軸２２上にメタル２８を介して回転自在に遊嵌
させた歯車１８とから構成されている。２０は車軸２２
上にあって回転方向には拘束され、かつ軸方向には摺動
自在なようにスプライン係合させた摺動子で、前記歯車
１８に形成した係合穴１９ａに係脱される係合突起２０
ａを有し、レバー２１の操作により軸上を摺動して歯車
１９に係合、離脱可能とされた。いわゆるドグクラッチ
機構を構成している。２３は車軸２２に固定した車輪で
ある。

さらに３０は制御装置であって、前記変速軸１４を正、
逆回転自在に駆動する回転電機３１の回転制御をなすよ
うになっている。３２は前記スロットル弁２を作動させ
るところの９図示省略したアクセルレバ−、ペダル、グ
リップなどの受動手段に応動して、その作動量、つまり
弁開度を検出するスロットル開度センサー、３３は前記
車輪２３の回転数を検出する車速センサー、３４は前記
機関１の回転数を検出する回転センサーである。

なお、３５．３８．３７は前記第１．第２伝達機構４，
１７および無段変速機構８などを保護すると共に、これ
らの各機構の回転軸を支承するそれぞれのベアリング２
４，２１１１．２７およびメタル２５．２８を保持し、
かつ前記レバー２１を枢支するケースである。

しかして以上の変速機構の構成は、特公昭５７−１３．
２２１号公報において提案された機構に相当しており、
この実施例においては同構成に後述の手段を適用するも
のである。

続いてまずこの構成における変速機能について述べる。

入力伝動板８９回転子１１と、変速リング１３と、回転
子１１、出力伝動板１０との組合わせからなる伝達機構
は、いわゆる遊星歯車伝達機構に類似する作動を行い、
それぞれの伝達部の変速比、すなわち前者では入力伝動
板９と回転子１１、後者では回転子１１と出力伝動板ｌ
Ｏの各変速比は、共に回転子１１に対する変速リング１
３の圧接位置により決定され、最終的に入力伝動板８に
対する出力伝動板！０の変速比は、この変速リング１３
の変速軸１４上での位置によって決定されることになる
。

すなわち、今、変速リング１３の回転子１１に対する圧
接点がＬ側の位置にあれば、変速比が大きくなって、そ
の最大値は無限大、換言すると出力伝動板１０の出力回
転数が零になり、また圧接点がＨ側に移動すると、変速
比が次第に小さくなって、その最小値は機構各部の寸法
によって定められるが、所定値は一般的に１．５〜２．
０程度に採択される。

従って、変速リング１３の位置を適当に選択することに
より、変速比、こへでは減速比を無限大から所定値まで
無段階に得ることができる。そしてこの変速作動に際し
、各部での接触点に滑りを生じさせないように働く圧接
力は、公知の調圧機構としての加圧機構１５により得て
おり、この加圧機構１５としては、例えば出力伝動板１
０と変速出力軸１２との同や対向面にあって、それぞれ
に回転方向に沿う斜面からなるカム面を形成させると共
に、各カム面間に球体を介在させた構成で、この構成に
より伝達力に対応した加圧力を発生させ、この加圧力に
よって滑りのない回転伝達力を得るのである。

次に車両の走行時における各機構の作動について述べる
。

こ＼では前記レバー２１が矢印方向に操作されていて、
摺動子２０が歯車１８に結合された状態にあるものとす
る。

今、機関ｌが回転駆動されていて、車両が停止中のとき
、すなわちアイドリング状態であれば、当然ではあるが
車輪２３は回転せず、従って車軸２２は勿論、第２伝達
機構１７およびこれに結合されている変速出力軸１２．
また出力伝動板１０も回転していない、一方１機閲Ｉは
スロットル弁２の開度量対応に回転されており、機関出
力軸３からの出力により第１伝達檄構４を介して入力伝
動板θが回転されるが、その回転数は第１伝達機構４に
設定された変速比に対応する値で、一般的には機関出力
軸３の回転数よりも少ない値をとる。

こ〜でこのように入力伝動板８が回転し、出力伝動板１
０が回転しない場合の条件を満足させるためには、変速
比が無限大になければならず、よってこのとき変速リン
グ１３はＬ側の最大位置を占めることになる。そしてこ
の変速リング１３に対する変速位置の調整は、スロット
ル開度センサー３２と車速センサー３３とが、その左き
の検出信号を制御装置３０に出力し、制御装置３０によ
る回転電機３１の駆動制御により変速軸１４を回転させ
、この変速軸１４により変速リング１３を作動させて行
う、すなわち、前記変速比無限大の位置関係についても
、この場合、スロットル開度センサー３２の開度量の信
号によって制御されるのである。

また車両を発進させようとするときは、通常。

スロットル弁２を徐々に開き、機関１の回転数を次第に
上げると共に、駆動トルクを高める。すなわち、この作
動により、スロットル弁２の開度量と機関１の回転数に
応じて変速リング１３が無限大位置から次第にＨ方向に
移動され、これに伴ない出力伝動板１０が回転し始め、
第２伝達機構１７を介した車軸２２の所定駆動トルクに
よる回転により。

車両の発進がなされるのである。

キしてこの車両発進時の速度は、スロットル弁２の開度
量に応じた機関ｌの回転数と、変速リング１３の移動に
伴なう変速比の変化に応じて決定され、スロットル弁２
６開度を制御するアクセルレバ−の操作に応動したスロ
ットル開度センサー３２と、車速センサー３３と、回転
センサー３４とのそれぞれの信号が適切に連繋されるこ
とにより、これがアクセルレバ−に反映されて、車両の
発進速度と変速比とを設定するのである。

そして発進後の走行においても、同様にアクセルレバ−
の操作により速度制御がなされるが、このときも前記発
進時と同様にスロットル弁２の開度量に応じて変速比が
設定され、かつ車速が決定される。しかしこの走行時に
は、スロットル弁２の開度量による機関１の回転および
駆動力の変化の対応が主になり、無段変速機構８の変速
比の対応は従である。

また次は、車両を停止させる場合であるが、この走行車
両の停止には、ブレーキを用いて強制的に停止させる手
段と、スロットル弁２を閉じて機関１の回転数を最小に
したのち、走行抵抗により停止させる手段との二つがあ
り、一般的にはこの双方を組合せて、まず機関ｌの出力
を最小にして車速を低下させ、その後ブレーキを使用し
て停止させるようにして、いるのであるが、何れにして
も車両の停止後２機関１は回転を継続していなければな
らず、このために車両の停止、すなわち換言すると車輪
２３の停止と同時に、無段変速機構８の変速比を無限大
にする必要がある。

一方９機関ｌは通常、アイドル状態にあって、その出力
は最も小さく、かつ回転数も低いから、車両を運転者の
意志に従って速やかに停止させ、同時に１機関ｌの回転
を継続させるためには、無段変速機構８に設けた変速リ
ング１３の位置を、運転者の意志発揮の直前、すなわち
アク、セルレバー最小、そしてブレーキ制動終了の直前
までに、無限大の位置に設定させればよく、それにはス
ロットル弁２を閉にして機関１の出方を最小にし、ブレ
ーキの制動によって車輪２３が回転低下し、機関ｌがア
イドル回転もしくはそれ以下になろうとするときに、こ
れをいち早くスロットル開度センサー３２、車速センサ
ー３３９回転センサー３４のそれぞれが検知して、その
信号を制御装置３ｏに出方し、この制御装置３０により
回転電機３１を回転作動させ、無段変速機構８の変速リ
ング１３をＬ方向側一杯まで移動させて、その変速比を
無限大にさせればよく、この作動により車輪２３の回転
が停止した後においても、機関１の回転を継続させるこ
とができるのである。

第２図に以上の動作を変速制御の定量的特性として示す
。

この第２図において、一般に直線ｄは走行状態での最大
減速比直線、直線ｄは同最小減速比直線である。こ−で
この減速比は、変速機構８の変速比と第１．第２伝達機
構番、１７のそれぞれ変速比との積である。また例えば
直線８はスロットル弁２の開度が２／４〜４１４．直線
すは同３／４〜４／４．直線ｂ′は同２／４〜３／４．
直線Ｃでの直線ｂ′との交点から直線すとの交点内は同
２／４〜３／４．直線Ｃでの直線ｂ′との交点以下と直
線ｄ、ｅは同２／４〜３／４．直線Ｃでの直線すとの交
点以上は同０／４〜４ノ４であるように割付けされてい
る。

従って車両の発進時においては、普通、スロットル弁２
を閉かも一気に２／４〜３／４開度まで開くために、車
速と機関回転数との関係が、車速零回転時の機関回転数
Ｎａ点から点Ｒを経て直線ｄに移り、また通常走行時は
、スロットル弁２の開度と車速とから、直線す、ｂ’ま
たは直線ｃ、ｄ、ｅの何れかの線上に移り、さらに車両
停止時は、前記したように一般にスロットル弁２を閉じ
てからブレーキをかけるために、直線ｄ、ｅから点Ｒを
経てＮａ点に移るものと考えられる。

しかしこ−で、発進時の点Ｈａから点Ｒを経て直線ａに
至る移行は固定パターンではない。何故ならば変速リン
グ１３の移動速度と機関１の回転の吹き上りとの早さを
比較すると、後者の機関１の回転の吹き上りの方が早い
のが一般であって、これは発進前に機関ｌは無負荷の状
態にあり、変速リング１３が移動を開始する当初におい
てはその変速比が極めて大きく、たとえ車輪２３に大き
な発進負荷がか五っても、機関１にとっては小さな負荷
としかなり得ないからで、このために発進時の車速と機
関回転数との関′係は、第２図の曲線ｆのようになるこ
とが多い。

そしてこの曲線ｆに示すパターンは、機関ｌの回転の割
合に比較して車速が出ていないことを意味していて、発
進力に劣る車両であるという感覚を運転者に与えると共
に、車両自体としても無駄なエネルギを消費することに
つながり、また振動も発生して乗車感が悪くなるもので
あった。

この実施例においてはこのような欠点を改善するために
、車両の発進時におけるアクセル手段の作動に際し、ア
クセル作動に応動して無段変速機構が変速作動を開始し
た後、所定時間を経てから機関の回転上昇が開始される
ようにしたものである。

すなわち、前記の欠点を除去するためには、機関ｌの回
転数が第２図の点Ｈａにあるときから無段変速機構８に
よる変速作動が開始され、変速作用をなす変速リング１
３の移動を追って機関ｌの回転が吹き上ってくるように
すれば良いのである。

一層具体的には、車両の発進時にあって、機関１を４＝
Ｊ勢させる気化器もしくは燃料噴射装置を作動させるた
めに、運転者により操作される受動手段としてのアクセ
ルレバ−の作動量検出手段を設け、このアクセルレバ−
に応動するスロットル弁２およびスロットル開度センサ
ー３２の作動に対して、前記作動量検出手段により位相
角などによる所定の時間差を与えるようにさせておき、
車両の発進時にアクセルレバ−を作動させたときには、
まずスロットル開度センサー３２の出力により変速作動
を開始、つまりこへでは変速リング１３をＨ側へ移動さ
せ始め、その後、所定時間を経てスロットル弁２の開作
動を開始させて、気化器もしくは燃料噴射装置により、
機関１を付勢させるようにするのである。

そしてこの場合、機関１においては、スロットル弁２が
閉じられた回転数Ｎａなるアイドル状態のとき、その駆
動力は小さいが、前記したように無段変速機構８の変速
比も初期に極めて大きいために、車輪２３の駆動力がた
とえ大きくても、これに打ち勝つ力が充分にある。すな
わち、このようにして、車両の発進時にたとえアクセル
レバ−を−気に踏み込んで作動させたとしても、前記第
２図の曲線ｇに示すような特性となって、機関ｌの回転
が無闇に吹き上るような惧れを解消できるのである。

なお１以上のほか、車両の停止中であって、運転者が走
行の意志のないときには、前記レバー２１を第１図の図
示位置として、歯車１９と摺動子２０との係合を外せば
、車輪２３は無段変速機構８の変速比に関係なく自由に
回転することができて、運転者も容易に車両を動かすこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したようにこの発明によるときは、車両の変速
機構に、無限大から所定値まで連続的に変速させ得る無
段変速機構を用い、車両発進時にあって、機関付勢のた
めのアクセル手段に応動する変速制御手段の変速開始を
１機関の回転の立上り開始時間よりも所定時間だけ早め
るようにしたので、発進時の急激なアクセル開による機
関の吹き上りを効果的に防止でき、極めて乗車感が良く
て、スムーズな発進特性を有する優れた車両用無段変速
装置を提供し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る車両用無段変速装置の一実施例
による基本構造を示す構成図、第２図は同上変速制御特
性図である。 ｌ・・・・機関、２・・・・スロットル弁、４・・φ・
第１伝達機構、８・・・・変速比に無限大値を有する無
段変速機構、１４・・・・変速軸、１７・・・・第２伝
達機構、２２・・・・車軸、２３・・・・車輪、３０・
・・・制御装置、３１・・・・回転電機、３２・・・・
スロットル開度センサー、３３・・・・車速センサー、
３４・・・・回転センサー。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）変速比に無限大値を有する無段変速機構を設け、
   機関の出力を第１伝達機構により前記無段変速機構に伝
   達させると共に、この無段変速機構の変速出力を第２伝
   達機構により車軸に伝達させるようにした車両用無段変
   速装置において、少なくとも前記機関を付勢するアクセ
   ル手段と、このアクセル手段に応動して前記無段変速機
   構の変速制御を行う変速制御手段とを備え、車両の発進
   時にあっては、前記アクセル手段の作動に伴ない、まず
   前記変速制御手段を応動させて変速制御を開始させ、こ
   の変速制御開始後、所定時間を経てから前記機関を付勢
   させるようにしたことを特徴とする車両用無段変速装置
   。
2. （２）アクセル手段が、運転者によって操作されるアク
   セルレバ−、ペダル、グリップなどの受動手段と、この
   受動手段に応動して作動される気化器もしく、は燃料噴
   射装置と、前記受動手段の作動量検出手段とから構成さ
   れ、車両の発進時にあっては、前記作動量検出手段の検
   出々力により、前記変速制御手段を応動作動させた後、
   所定時間を経てから前記気化器もしくは燃料噴射装置を
   作動開始させるようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の車両用無段変速装置。。