無段変速機
【課題】最減速段に切り替えた際に、ベルトが正確に所定の位置に変位して、最減速段を良好に構築することができる無段変速機を提供する。
【解決手段】無段変速機１００は、プライマリシャフト２００と、固定シーブ２６０および、固定シーブ２６０に対して進退可能に設けられた可動シーブ２７０を含むプライマリプーリ２５０と、セカンダリシャフト３００と、固定シーブ３６０および、固定シーブ３６０に対して進退可能に設けられた可動シーブ３７０を含むセカンダリプーリ３５０と、プライマリプーリ２５０およびセカンダリプーリ３５０間に亘って設けられ、プライマリプーリ２５０およびセカンダリプーリ３５０間で動力を伝達可能なベルトと、プライマリシャフト２００に設けられ、ベルトと接触可能な第１摩擦材および、セカンダリシャフト３００に設けられ、ベルトと接触可能な第２摩擦材の少なくとも一方と備える。
【解決手段】無段変速機１００は、プライマリシャフト２００と、固定シーブ２６０および、固定シーブ２６０に対して進退可能に設けられた可動シーブ２７０を含むプライマリプーリ２５０と、セカンダリシャフト３００と、固定シーブ３６０および、固定シーブ３６０に対して進退可能に設けられた可動シーブ３７０を含むセカンダリプーリ３５０と、プライマリプーリ２５０およびセカンダリプーリ３５０間に亘って設けられ、プライマリプーリ２５０およびセカンダリプーリ３５０間で動力を伝達可能なベルトと、プライマリシャフト２００に設けられ、ベルトと接触可能な第１摩擦材および、セカンダリシャフト３００に設けられ、ベルトと接触可能な第２摩擦材の少なくとも一方と備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から各種の無段変速機が提案されている。たとえば、特開２００６−３００２４３号公報に記載されたベルト式無段変速機は、プーリ軸に固定された固定シーブと、該プーリ軸に相対回動不能で軸方向移動可能に嵌合された可動シーブと、該可動シーブの背面側に配置され、前記プーリ軸に固定された隔壁部材とを備えている。さらに、このベルト式無段変速機は、可動シーブを、最大変速比または最小変速比に対応する位置において、プーリ軸を含む固定部材に対し楔作用で一体化させる構造が設けられている。
【０００３】
特開２００４−１７６７２９号公報に記載された車両用動力伝達機構の制御装置は、所定道路状態の連続性を判断する道路状態判断手段と、この道路状態判断手段の判断結果に基づいて、前記動力伝達機構のトルク容量を制御するトルク容量制御手段とを備えている。そして、状態に応じて車輪の回転変化が生じる場合に、動力伝達機構のトルク容量を制御している。
【０００４】
実開平５−１４７１９号公報に記載された無段変速機用プーリは、固定プーリと可動プーリとを備え、固定プーリおよび可動プーリのＶベルトと接する円錐面には、摩擦係数の低い表面処理層が形成されている。これにより、円錐面間のくさび角が小さくてもベルトの浮き上がり力の確保が図られている。
【０００５】
実開平５−６２４７号公報に記載された無段変速機の変速プーリー構造は、回転軸と、この回転軸に固設された固定プーリと、回転軸に軸受を介して摺動移動可能に設けられた可動プーリとを備えている。回転軸の外周面は、硬質な滑面とされている。そして、可動プーリの軸受は、外周側が鋼製リング部となっており、鋼製リング部の内側には、多孔質青銅層が焼結され、さらにその内側に樹脂を含浸した樹脂摺動層が形成されている。そして、樹脂摺動層の内周面には、ローラバニシング加工された平滑面が形成されている。なお、特開平４−８３９５３号公報においても、無段変速機が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−３００２４３号公報
【特許文献２】特開２００４−１７６７２９号公報
【特許文献３】実開平５−１４７１９号公報
【特許文献４】実開平５−６２４７号公報
【特許文献５】特開平４−８３９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特開２００６−３００２４３号公報に記載されたベルト式無段変速機においては、最減速段に切り替えた際に、ベルトがプライマリプーリの内径側にまで戻らず、良好に最減速段を構築することができないという問題があった。
【０００７】
なお、上記のような問題は、特開２００４−１７６７２９号公報に記載された車両用動力伝達機構の制御装置、実開平５−１４７１９号公報に記載された無段変速機用プーリ、実開平５−６２４７号公報に記載された無段変速機の変速プーリー構造および特開平４−８３９５３号公報に記載された無段変速機においても、同様に生じる問題であった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、最減速段に切り替えた際に、ベルトが正確に所定の位置に変位して、最減速段を良好に構築することができる無段変速機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る無段変速機は、回転可能に設けられた第１回転軸と、第１回転軸に設けられた第１シーブおよび、第１回転軸に設けられ、第１シーブに対して進退可能に設けられた第２シーブを含む第１プーリと、第１回転軸に対して間隔を隔てて設けられ、回転可能に設けられた第２回転軸と、第２回転軸に設けられた第３シーブおよび、第２回転軸に設けられ、第３シーブに対して進退可能に設けられた第４シーブを含む第２プーリと、第１プーリおよび第２プーリ間に亘って設けられ、第１プーリおよび第２プーリ間で動力を伝達可能なベルトと、第１回転軸に設けられ、ベルトと接触可能な第１摩擦材および、第２回転軸に設けられ、ベルトと接触可能な第２摩擦材の少なくとも一方とを備える。
【００１０】
好ましくは、上記第１摩擦材は、第１回転軸のうち、第１シーブと第２シーブとの間に位置する部分に形成された環状の第１溝部内に収容され、第１摩擦材は、第２シーブよりも第１回転軸の径方向内方側に位置する。
【００１１】
好ましくは、上記第２摩擦材は、第２回転軸のうち、第３シーブと第４シーブとの間に位置する部分に形成された環状の第２溝部内に収容され、第２摩擦材は、第４シーブよりも第２回転軸の径方向内方側に位置する。
【００１２】
好ましくは、上記第１摩擦材が設けられ、第３および第４シーブとベルトとの間の面圧を調整することで、ベルトが第１摩擦材と接触したときにおける、第１摩擦材とベルトとの間の摩擦力を調整可能な第２プーリ用調整機構をさらに備える。
【００１３】
好ましくは、第１シーブに対する第２シーブの位置を調整可能とされ、第１回転軸の径方向におけるベルトの位置を調整可能な第１プーリ用調整機構と、第１および第２プーリ用調整機構の駆動を制御可能な制御部とをさらに備える。そして、上記制御部は、第１摩擦材とベルトとが接触するように、第１プーリ用調整機構を駆動させると共に、ベルトと第１摩擦材との面圧が通常走行状態のときよりも小さくなるように、第２プーリ用駆動部を駆動する変速制御を、使用者によって操作される操作部からの信号に応じて、選択的に行う。
【００１４】
好ましくは、上記第１シーブに対する第２シーブの位置を調整可能とされ、第１回転軸の径方向におけるベルトの位置を調整可能な第１プーリ用調整機構と、第１摩擦材とベルトとの間の相対速度を検知可能な第１摩擦材用速度検知部と、第１摩擦材とベルトとの間の面圧を検知可能な第１摩擦材用面圧検知部とを備える。さらに、この無段変速機は、第１摩擦材用速度検知部および第１摩擦材用面圧検知部からの出力値に基づいて、第１摩擦材の損傷値を算出し、算出された損傷値がしきい値を超えていると判断すると、第１摩擦材とベルトとの接触を抑制するように、第１プーリ用調整機構の駆動を制御する制御部をさらに備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る無段変速機によれば、最減速段に切り替えた際に、ベルトが正確に所定の位置に変位して、最減速段を良好に構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本実施の形態に係る無段変速機について、図１から図８を用いて説明する。
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態における無段変速機を示す断面図である。図１を参照して、本実施の形態に係る車両は、無段変速機１００と、左右の前輪１２２と、無段変速機１００からの動力を前輪１２２に伝達するシャフト１２３と、無段変速機１００の駆動を制御するＥＣＵ１２５とを備えている。さらに、この車両は、運転手によって操作され、変速段が選択されるシフトレバー１６０と、選択された変速段をセンシングして、ＥＣＵ１２５に信号を送信するシフトセンサ１６１とを備えている。そして、無段変速機１００は、変速機構部１３０を含む。
【００１８】
変速機構部１３０は、エンジンから回転力が入力される駆動側のプライマリシャフト２００と、回転力を出力する従動側のセカンダリシャフト３００と、プライマリシャフト２００に設けられたプライマリプーリ２５０と、セカンダリシャフト３００に設けられたセカンダリプーリ３５０とを含む。プライマリシャフト２００とセカンダリシャフト３００とは、互いに間隔を隔てて平行に配置されている。変速機構部１３０は、プライマリシャフト２００の回転数とセカンダリシャフト３００の回転数との比率、すなわち変速比を無段階に（連続的に）変化させる。そして、変速溝１３０には、プライマリプーリ２５０と、セカンダリプーリ３５０との間に亘って設けられ、プライマリプーリ２５０からセカンダリプーリ３５０に動力を伝達可能なベルト３９０を備えている。
【００１９】
無段変速機１００は、ディファレンシャル部１５０を含む。ディファレンシャル部１５０は、変速機構部１３０と動力伝達可能に設けられている。ディファレンシャル部１５０は、リングギヤ１５３を含み、リングギヤ１５３は、ギヤ１５１，１５２を介在させてセカンダリシャフト３００に連結されている。変速機構部１３０から動力伝達を受けたディファレンシャル部１５０には、シャフト１２３が接続されており、ディファレンシャル部１５０は、シャフト１２３を介して、車両旋回時の左右の前輪１２２の回転速度を変えながら、両輪に均等な駆動力を伝達する。シャフト１２３には、前輪１２２からシャフト１２３に加えられるトルクを測定可能なトルクセンサ１２０が設けられている。
【００２０】
無段変速機１００は、ケース体１７５を含む。ケース体１７５は、変速機構部１３０およびディファレンシャル部１５０を収容し、無段変速機１００の外形をなす。ケース体１７５は、トランスアクスルハウジング１７１と、トランスアクスルケース１７０と、トランスアクスルリヤカバー１７２とを含む。トランスアクスルケース１７０に対してエンジン側にトランスアクスルハウジング１７１が配置され、その反対側にトランスアクスルリヤカバー１７２が配置されている。
【００２１】
ケース体１７５は、変速機構室１３５を形成する。変速機構室１３５は、トランスアクスルケース１７０およびトランスアクスルリヤカバー１７２により形成されている。変速機構室１３５には、変速機構部１３０が収容されている。
【００２２】
プライマリプーリ２５０は、プライマリシャフト２００とともに、仮想軸であるプライマリシャフト２００の中心軸を中心に回転する。プライマリプーリ２５０は、固定シーブ２６０と可動シーブ２７０と、可動シーブ２７０を駆動する油圧アクチュエータ２９０とを備えている。
【００２３】
固定シーブ２６０は、プライマリシャフト２００に固定されており、プライマリシャフト２００に対して周方向および軸方向に移動しないように固定されている。
【００２４】
固定シーブ２６０は、プライマリシャフト２００の外周面からプライマリシャフト２００の径方向外方に向けて突出する鍔部を含む。
【００２５】
固定シーブ２６０の鍔部のうち、可動シーブ２７０と対向する部分は、ベルト３９０と接触する動力伝達面２６５とされている。動力伝達面２６５は、プライマリシャフト２００の径方向外方に向かうにしたがって、可動シーブ２７０から離れるように傾斜している。
【００２６】
可動シーブ２７０は、内部にプライマリシャフト２００が挿入される筒部と、この筒部に形成され、プライマリシャフト２００の径方向外方側に向けて張り出す鍔部とを含む。
【００２７】
そして、可動シーブ２７０の鍔部のうち、固定シーブ２６０と対向する部分は、ベルト３９０と接触する動力伝達面２７５とされている。動力伝達面２７５は、プライマリシャフト２００から径方向外方に向かうにしたがって、固定シーブ２６０から離れるように傾斜している。
【００２８】
そして、固定シーブ２６０の動力伝達面２６５と、可動シーブ２７０の動力伝達面２７５とによって、ベルト３９０がはめ込まれるプーリ溝２８０が規定されている。
【００２９】
油圧アクチュエータ２９０は、可動シーブ２７０を固定シーブ２６０に対して近接させたり、離間させたりすることで、プーリ溝２８０の溝幅を変化させる。すなわち、油圧アクチュエータ２９０は、固定シーブ２６０に対する可動シーブ２７０の相対的な位置を調整可能とされている。
【００３０】
セカンダリプーリ３５０は、セカンダリシャフト３００とともに、仮想軸であるセカンダリシャフト３００の中心軸を中心に回転する。セカンダリプーリ３５０は、固定シーブ３６０と可動シーブ３７０と、この可動シーブ３７０を固定シーブ３６０に対して進退可能に駆動する油圧アクチュエータ４００とを備えている。
【００３１】
図２は、プライマリプーリ２５０の構成を示す断面図であり、最減速比時における断面図である。この図２に示すように、プライマリシャフト２００の周面のうち、可動シーブ２７０と固定シーブ２６０との間に位置する部分には、摩擦部材２１０が固設されている。そして、プライマリプーリ２５０は、ベルト３９０と摩擦部材２１０との相対的な速度を検知可能な相対速度センサ１８０と、ベルト３９０によって摩擦部材２１０に加えられる面圧を測定可能な圧力センサ１８１とを備えている。なお、ベルト３９０の底部の形状は、略平坦面状に形成されているが、これに限られない。たとえば、ベルト３９０の底面に、ベルト３９０の長手方向に延びると共に、ベルト３９０の短手方向（幅方向）に間隔を隔てて複数形成するようにしてもよい。
【００３２】
図３は、セカンダリプーリ３５０の構成を示す断面図であり、最減速比時の断面図である。この図３および上記図１を参照して、セカンダリシャフト３００の外周面のうち、固定シーブ３６０と可動シーブ３７０との間に位置する部分に設けられ、環状に延びる摩擦部材２２０を備えている。セカンダリプーリ３５０は、ベルト３９０と摩擦部材２２０との相対的な速度を検知可能な相対速度センサ１８２と、ベルト３９０によって摩擦部材２２０に加えられる面圧を測定可能な圧力センサ１８３とを備えている。ここで、図４は、無段変速機１００の最減速比時の状態が示されている。ここで、図２および図４に示すように、最減速段時においては、油圧アクチュエータ２９０が駆動することで、プライマリプーリ２５０の可動シーブ２７０と固定シーブ２６０とは互いに大きく離間し、ベルト３９０の底部と摩擦部材２１０とが接触する。これにより、摩擦部材２１０を介して、ベルト３９０に動力が伝達される。
【００３３】
そして、図３に示すように、最減速比時においては、油圧アクチュエータ４００が駆動することで、固定シーブ３６０と、可動シーブ３７０とが近接し、ベルト３９０が、固定シーブ３６０および可動シーブ３７０の外周側に位置している。そして、ベルト３９０の側面と、動力伝達面４１０および動力伝達面４１１とが接触することで、ベルト３９０からセカンダリプーリ３５０に動力が伝達されている。
【００３４】
ここで、上記図２および図１において、油圧アクチュエータ２９０の油圧シリンダ内に供給する油量をたとえば、０（Ｌ）とすることで、可動シーブ２７０が固定シーブ２６０が大きく離間し、容易に、ベルト３９０を摩擦部材２１０に接触させることができる。
【００３５】
摩擦部材２１０は、プライマリシャフト２００の周面に形成された環状溝２１１内に収容されている。環状溝２１１は、固定シーブ２６０の付根部から可動シーブ２７０に向けて延びている。
【００３６】
そして、摩擦部材２１０が環状溝２１１内に収容されることで、摩擦部材２１０は、可動シーブ２７０よりもプライマリシャフト２００の径方向内方側に位置する。これにより、可動シーブ２７０がプライマリシャフト２００の軸方向に沿って、固定シーブ２６０に対して近接または離間するように移動する際に、可動シーブ２７０が摩擦部材２１０と接触することが抑制されている。
【００３７】
さらに、最減速段時において、ベルト３９０とプライマリプーリ２５０との間における動力の伝達は、摩擦部材２１０とベルト３９０との間で行われているため、可動シーブ２７０の動力伝達面２７５と、ベルト３９０の側面との間に生じる面圧が小さくなっている。このため、可動シーブ２７０に加えられる荷重を低減することができ、プライマリシャフト２００に設けられ、可動シーブ２７０を支持する支持部材の剛性等を小さく抑えることができる。
【００３８】
本実施の形態に係る変速機においては、可動シーブ２７０よりもプライマリシャフト２００の径方向内方側に位置する摩擦部材２１０と、ベルト３９０とが接触することで、動力が伝達される。このため、可動シーブ２７０および固定シーブ２６０の動力伝達面２７５，２６５によってベルト３９０が挟まれることで規定された最減速段の減速比よりも、本実施の形態に係る変速機によって規定される最減速段における減速比の方が大きい。
【００３９】
図８は、ベルト３９０を摩擦部材２１０に接触させるときにおける変速比、ベルト挟圧力およびトルクを示すグラフである。
【００４０】
この図８において、時間ｔ１において、ベルト３９０が摩擦部材２２０に接触し始めており、時間ｔ２において、ベルト３９０が完全に摩擦部材２２０と接触する。そして、ベルト３９０が摩擦部材２１０に接触し始めてから、ベルト３９０が完全に摩擦部材２１０に接触するまでの間におけるベルト挟圧力の変化率は、摩擦部材２１０にベルト３９０を近接させるときにおけるベルト挟圧力の変化率よりも小さくなっている。
【００４１】
このように、ＥＣＵ１２５が、油圧アクチュエータ４００の駆動を制御することで、少しずつベルト３９０を摩擦部材２１０に接触させることができ、ベルト３９０が摩擦部材２１０に接触する際に生じる衝撃の低減が図られている。
【００４２】
なお、キックダウン時においても、図８に示すように、ＥＣＵ１２５が油圧アクチュエータ４００を駆動させることで、係合ショックを低減させつつも、大きな変速比を利用することができるため、滑らかな急加速を実現することができる。
【００４３】
なお、摩擦部材２１０とベルト３９０との接触面圧は、セカンダリプーリ３５０におけるベルト３９０の挟圧力によって設定される。すなわち、セカンダリプーリ３５０におけるベルト３９０の挟圧力によって、ベルト３９０に引張力が付与され、この引張力によって、ベルト３９０と摩擦部材２１０との接触面圧がきまる。
【００４４】
図５は、図１中の無段変速機の最増速比時の状態を示す図である。そして、図６は、最増速比時のプライマリプーリ２５０の断面図であり、図７は、最増速比時のセカンダリプーリ３５０の断面図である。
【００４５】
図６に示すように、最増速比時においては、ＥＣＵ１２５からの指令によって、油圧アクチュエータ２９０が駆動し、可動シーブ２７０は、固定シーブ２６０に向けて近接する。そして、ベルト３９０は、プライマリプーリ２５０と固定シーブ２６０の外周縁部側に変位する。
【００４６】
ここで、図７に示すように、セカンダリシャフト３００の外周面には、摩擦部材２２０が設けられている。摩擦部材２２０は、セカンダリシャフト３００の周面に形成された環状溝２２１に嵌め込まれており、摩擦部材２２０は、可動シーブ３７０に対して、セカンダリシャフト３００の径方向内方側に位置している。これにより、可動シーブ３７０が固定シーブ３６０に向けて変位したとしても、摩擦部材２２０と可動シーブ３７０とが接触することが抑制されている。
【００４７】
環状溝２２１は、固定シーブ３６０の付根部から可動シーブ３７０に向けて延びている。そして、最増速比時においては、摩擦部材２２０とベルト３９０とが接触し、摩擦部材２２０を介して、ベルト３９０からセカンダリプーリ３５０に動力が伝達される。
【００４８】
ここで、摩擦部材２２０が可動シーブ３７０よりも、セカンダリシャフト３００の径方向内方側に位置しているため、固定シーブ３６０と可動シーブ３７０との動力伝達面４１０，４１１で規定された最増速比の変速比よりも、本実施の形態に係る変速機における最増速比の変速比の方が小さくなる。これにより、変速比の幅を広く確保することができる。
【００４９】
さらに、最増速比時においては、摩擦部材２２０とベルト３９０との間で動力の伝達が行われているため、ベルト３９０の側面と、動力伝達面４１１との間に生じる面圧は小さく抑えられている。このため、セカンダリシャフト３００に設けられ、可動シーブ３７０を支持する支持部材に要する剛性等を低く抑えることができる。
【００５０】
図１において、トルクセンサ１２０は、前輪１２２に加えられるトルクに応じた信号をＥＣＵ１２５に送信する。ＥＣＵ１２５は、トルクセンサ１２０からの信号に基づいて、前輪１２２に加えられたトルクを算出する。そして、ＥＣＵ１２５は、この算出されたトルクが、予めＥＣＵ１２５に格納されたしきい値よりも、大きいと判断すると、油圧アクチュエータ２９０に供給する給油量をたとえば、０（Ｌ）（最小給油量）とする。これにより、ベルト３９０と、プライマリシャフト２００に設けられた摩擦部材２１０とを接触させる。
【００５１】
そして、ＥＣＵ１２５は、油圧アクチュエータ４００の駆動を制御して、セカンダリプーリ３５０におけるベルト３９０の挟圧力が、たとえば、通常の走行状態のときの挟圧力よりも小さい所定値となるようにする。
【００５２】
このように、ベルト３９０の挟圧力を調整することで、ベルト３９０に加えられる引張力を調整することができる。ベルト３９０の引張力を調整することで、摩擦部材２１０とベルト３９０との間に生じる最大摩擦力を調整することができる。そして、たとえば、通常の走行状態のときの挟圧力よりも小さくすることで、通常の走行状態におけるときよりも、摩擦部材２１０とベルト３９０との間に生じる最大摩擦力を低減することができる。
【００５３】
そして、地面から大きなトルクが前輪１２２を介して、無段変速機１００に加えられると、ベルト３９０が摩擦部材２１０上を滑り、無段変速機１００に過大なトルクが加えられることを抑制することができる。
【００５４】
なお、前輪１２２を介して、地面から大きなトルクが加えられる場合としては、たとえば、車両がジャンプして、再度地面に着地した場合等が挙げられる。
【００５５】
ここで、上述した例においては、ベルト３９０と摩擦部材２１０とを接触させているが、これに限られない。
【００５６】
たとえば、ＥＣＵ１２５が、前輪１２２から加えられたトルクが所定のトルク以上であると判断すると、油圧アクチュエータ４００に供給する給油量をたとえば、０（Ｌ）とすることで、ベルト３９０をセカンダリシャフト３００に設けられた摩擦部材２２０に接触させてもよい。この場合には、ＥＣＵ１２５は、油圧アクチュエータ２９０の駆動を調整して、プライマリプーリ２５０におけるベルト３９０の挟圧力を調整して、摩擦部材２２０とベルト３９０との間に生じる摩擦力を調整する。たとえば、通常の走行状態におけるプライマリプーリ２５０の挟圧力よりも小さい圧力で、ベルト３９０を挟むようにする。
【００５７】
そして、前輪１２２を介して、地面から大きなトルクが加えられると、ベルト３９０と、摩擦部材２２０との間の摩擦力は低減されているため、ベルト３９０は、摩擦部材２２０上を滑る。これにより、大きなトルクが地面から加えられたとしても、ベルト３９０を介して無段変速機１００に大きなトルクが加えられることを抑制することができる。
【００５８】
ここで、図２において、ＥＣＵ１２５には、予め、摩擦部材２１０およびベルト３９０の間に生じる面圧（ｐ）と、摩擦部材２１０およびベルト３９０の相対速度（ｖ）とによって算出される摩擦部材２１０の損傷値（Ｆ＝ｆ（ｐ，ｖ））のしきい値（Ｆ１）が格納されている。
【００５９】
そして、相対速度センサ１８０および圧力センサ１８１からの信号にの基づいて、損傷値を算出する。ＥＣＵ１２５は、算出された損傷値がしきい値Ｆ１よりも大きいと判断すると、ベルト３９０と摩擦部材２１０とを接触させる変速モードを禁止する。具体的には、油圧アクチュエータ２９０に供給する給油量の下限値を上げることで、摩擦部材２１０とベルト３９０とが接触することを抑制することができる。なお、損傷値は、摩擦部材２２０の損傷の程度を評価するための数値であり、予め、相対速度や面圧を変えてサンプリングすることで、相対速度（ｖ）と面圧（ｐ）とから摩擦部材２２０の損傷の程度を評価する損傷値を算出している。
【００６０】
これにより、磨耗または損傷した摩擦部材２２０に、ベルト３９０が当接されることを抑制することができ、ベルト３９０および摩擦部材２２０の損傷を抑制することができる。なお、図３に示すように、セカンダリプーリ３５０にも、ベルト３９０と摩擦部材２２０との相対的な速度を検知可能な相対速度センサ１８２と、ベルト３９０から摩擦部材２２０に加えられる面圧を測定可能な圧力センサ１８３とを備えている。
【００６１】
そして、ＥＣＵ１２５は、相対速度センサ１８２および圧力センサ１８３からの信号にも基づいて、摩擦部材２２０の損傷値を算出し、しきい値を超えているか否かを判断する。そして、算出された損傷値がしきい値を超えていると、ＥＣＵ１２５が判断すると、ベルト３９０と摩擦部材２２０との接触させる変速モードを禁止する。具体的には、油圧アクチュエータ４００に供給する下限値を調整することで、ベルト３９０が摩擦部材２２０に接触することを抑制することができる。
【００６２】
図１において、シフトレバー１６０は、運転手によってドライブポジション、ニュートラルポジション、パーキングポジション等が選択される。シフトセンサ１６１は、シフトレバー１６０によって選択されたシフトポジションに対応する信号をＥＣＵ１２５に送信する。そして、ＥＣＵ１２５は、選択されたシフトポジションに応じて、無段変速機１００を駆動する。
【００６３】
ここで、シフトレバー１６０において、ニュートラルポジションが選択されると、シフトセンサ１６１がＥＣＵ１２５にニュートラルポジションが選択された旨の信号を送信する。
【００６４】
ＥＣＵ１２５が、シフトセンサ１６１から上記信号を受信すると、油圧アクチュエータ２９０を駆動して、可動シーブ２７０を固定シーブ２６０から離間させて、ベルト３９０を摩擦部材２１０に接触させる。
【００６５】
さらに、ＥＣＵ１２５は、油圧アクチュエータ４００を駆動して、セカンダリプーリ３５０におけるベルト３９０の挟圧力を調整し、通常の走行状態における挟圧力よりも、低くする。
【００６６】
これにより、摩擦部材２１０とベルト３９０との間に生じる摩擦力を低減することができ、ベルト３９０が摩擦部材２１０上を滑り、ニュートラル状態とすることができる。なお、ベルト３９０におけるベルトの挟圧力を調整することで、半クラッチとすることができる。
【００６７】
このように、摩擦部材２１０とベルト３９０とで上記のようにニュートラル状態や半クラッチ状態を作り出すことができるので、前進後進段切替機構などを省略することができ、無段変速機１００のコンパクト化を図ることができる。なお、図１に示す例においては、前進段切替機構は、設けられている。
【００６８】
なお、上述の例においては、ベルト３９０を摩擦部材２１０上にて滑らせているが、これに限られず、摩擦部材２２０上でベルト３９０を滑らせることで、ニュートラル状態や半クラッチ状態を構築するようにしてもよい。
【００６９】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、無段変速機に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】この発明の実施の形態における無段変速機を示す断面図である。
【図２】プライマリプーリの構成を示す断面図であり、最減速比時における断面図である。
【図３】セカンダリプーリの構成を示す断面図であり、最減速比時の断面図である。
【図４】無段変速機の最減速比時の状態が示されている。
【図５】図１中の無段変速機の最増速比時の状態を示す図である。
【図６】最増速比時のプライマリプーリの断面図である。
【図７】最増速比時のセカンダリプーリの断面図である。
【図８】ベルトを摩擦部材に接触させるときにおける変速比、ベルト挟圧力およびトルクを示すグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
１００ 無段変速機、１２０ トルクセンサ、２００ プライマリシャフト、２１０ 摩擦部材、２１１ 環状溝、２２０ 摩擦部材、２２１ 環状溝、２５０ プライマリプーリ、２６０ 固定シーブ、２７０ 可動シーブ、２９０ 油圧アクチュエータ、３００ セカンダリシャフト、３５０ セカンダリプーリ、３６０ 固定シーブ、３７０ 可動シーブ、３９０ ベルト、４００ 油圧アクチュエータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から各種の無段変速機が提案されている。たとえば、特開２００６−３００２４３号公報に記載されたベルト式無段変速機は、プーリ軸に固定された固定シーブと、該プーリ軸に相対回動不能で軸方向移動可能に嵌合された可動シーブと、該可動シーブの背面側に配置され、前記プーリ軸に固定された隔壁部材とを備えている。さらに、このベルト式無段変速機は、可動シーブを、最大変速比または最小変速比に対応する位置において、プーリ軸を含む固定部材に対し楔作用で一体化させる構造が設けられている。
【０００３】
特開２００４−１７６７２９号公報に記載された車両用動力伝達機構の制御装置は、所定道路状態の連続性を判断する道路状態判断手段と、この道路状態判断手段の判断結果に基づいて、前記動力伝達機構のトルク容量を制御するトルク容量制御手段とを備えている。そして、状態に応じて車輪の回転変化が生じる場合に、動力伝達機構のトルク容量を制御している。
【０００４】
実開平５−１４７１９号公報に記載された無段変速機用プーリは、固定プーリと可動プーリとを備え、固定プーリおよび可動プーリのＶベルトと接する円錐面には、摩擦係数の低い表面処理層が形成されている。これにより、円錐面間のくさび角が小さくてもベルトの浮き上がり力の確保が図られている。
【０００５】
実開平５−６２４７号公報に記載された無段変速機の変速プーリー構造は、回転軸と、この回転軸に固設された固定プーリと、回転軸に軸受を介して摺動移動可能に設けられた可動プーリとを備えている。回転軸の外周面は、硬質な滑面とされている。そして、可動プーリの軸受は、外周側が鋼製リング部となっており、鋼製リング部の内側には、多孔質青銅層が焼結され、さらにその内側に樹脂を含浸した樹脂摺動層が形成されている。そして、樹脂摺動層の内周面には、ローラバニシング加工された平滑面が形成されている。なお、特開平４−８３９５３号公報においても、無段変速機が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−３００２４３号公報
【特許文献２】特開２００４−１７６７２９号公報
【特許文献３】実開平５−１４７１９号公報
【特許文献４】実開平５−６２４７号公報
【特許文献５】特開平４−８３９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特開２００６−３００２４３号公報に記載されたベルト式無段変速機においては、最減速段に切り替えた際に、ベルトがプライマリプーリの内径側にまで戻らず、良好に最減速段を構築することができないという問題があった。
【０００７】
なお、上記のような問題は、特開２００４−１７６７２９号公報に記載された車両用動力伝達機構の制御装置、実開平５−１４７１９号公報に記載された無段変速機用プーリ、実開平５−６２４７号公報に記載された無段変速機の変速プーリー構造および特開平４−８３９５３号公報に記載された無段変速機においても、同様に生じる問題であった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、最減速段に切り替えた際に、ベルトが正確に所定の位置に変位して、最減速段を良好に構築することができる無段変速機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る無段変速機は、回転可能に設けられた第１回転軸と、第１回転軸に設けられた第１シーブおよび、第１回転軸に設けられ、第１シーブに対して進退可能に設けられた第２シーブを含む第１プーリと、第１回転軸に対して間隔を隔てて設けられ、回転可能に設けられた第２回転軸と、第２回転軸に設けられた第３シーブおよび、第２回転軸に設けられ、第３シーブに対して進退可能に設けられた第４シーブを含む第２プーリと、第１プーリおよび第２プーリ間に亘って設けられ、第１プーリおよび第２プーリ間で動力を伝達可能なベルトと、第１回転軸に設けられ、ベルトと接触可能な第１摩擦材および、第２回転軸に設けられ、ベルトと接触可能な第２摩擦材の少なくとも一方とを備える。
【００１０】
好ましくは、上記第１摩擦材は、第１回転軸のうち、第１シーブと第２シーブとの間に位置する部分に形成された環状の第１溝部内に収容され、第１摩擦材は、第２シーブよりも第１回転軸の径方向内方側に位置する。
【００１１】
好ましくは、上記第２摩擦材は、第２回転軸のうち、第３シーブと第４シーブとの間に位置する部分に形成された環状の第２溝部内に収容され、第２摩擦材は、第４シーブよりも第２回転軸の径方向内方側に位置する。
【００１２】
好ましくは、上記第１摩擦材が設けられ、第３および第４シーブとベルトとの間の面圧を調整することで、ベルトが第１摩擦材と接触したときにおける、第１摩擦材とベルトとの間の摩擦力を調整可能な第２プーリ用調整機構をさらに備える。
【００１３】
好ましくは、第１シーブに対する第２シーブの位置を調整可能とされ、第１回転軸の径方向におけるベルトの位置を調整可能な第１プーリ用調整機構と、第１および第２プーリ用調整機構の駆動を制御可能な制御部とをさらに備える。そして、上記制御部は、第１摩擦材とベルトとが接触するように、第１プーリ用調整機構を駆動させると共に、ベルトと第１摩擦材との面圧が通常走行状態のときよりも小さくなるように、第２プーリ用駆動部を駆動する変速制御を、使用者によって操作される操作部からの信号に応じて、選択的に行う。
【００１４】
好ましくは、上記第１シーブに対する第２シーブの位置を調整可能とされ、第１回転軸の径方向におけるベルトの位置を調整可能な第１プーリ用調整機構と、第１摩擦材とベルトとの間の相対速度を検知可能な第１摩擦材用速度検知部と、第１摩擦材とベルトとの間の面圧を検知可能な第１摩擦材用面圧検知部とを備える。さらに、この無段変速機は、第１摩擦材用速度検知部および第１摩擦材用面圧検知部からの出力値に基づいて、第１摩擦材の損傷値を算出し、算出された損傷値がしきい値を超えていると判断すると、第１摩擦材とベルトとの接触を抑制するように、第１プーリ用調整機構の駆動を制御する制御部をさらに備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る無段変速機によれば、最減速段に切り替えた際に、ベルトが正確に所定の位置に変位して、最減速段を良好に構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本実施の形態に係る無段変速機について、図１から図８を用いて説明する。
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態における無段変速機を示す断面図である。図１を参照して、本実施の形態に係る車両は、無段変速機１００と、左右の前輪１２２と、無段変速機１００からの動力を前輪１２２に伝達するシャフト１２３と、無段変速機１００の駆動を制御するＥＣＵ１２５とを備えている。さらに、この車両は、運転手によって操作され、変速段が選択されるシフトレバー１６０と、選択された変速段をセンシングして、ＥＣＵ１２５に信号を送信するシフトセンサ１６１とを備えている。そして、無段変速機１００は、変速機構部１３０を含む。
【００１８】
変速機構部１３０は、エンジンから回転力が入力される駆動側のプライマリシャフト２００と、回転力を出力する従動側のセカンダリシャフト３００と、プライマリシャフト２００に設けられたプライマリプーリ２５０と、セカンダリシャフト３００に設けられたセカンダリプーリ３５０とを含む。プライマリシャフト２００とセカンダリシャフト３００とは、互いに間隔を隔てて平行に配置されている。変速機構部１３０は、プライマリシャフト２００の回転数とセカンダリシャフト３００の回転数との比率、すなわち変速比を無段階に（連続的に）変化させる。そして、変速溝１３０には、プライマリプーリ２５０と、セカンダリプーリ３５０との間に亘って設けられ、プライマリプーリ２５０からセカンダリプーリ３５０に動力を伝達可能なベルト３９０を備えている。
【００１９】
無段変速機１００は、ディファレンシャル部１５０を含む。ディファレンシャル部１５０は、変速機構部１３０と動力伝達可能に設けられている。ディファレンシャル部１５０は、リングギヤ１５３を含み、リングギヤ１５３は、ギヤ１５１，１５２を介在させてセカンダリシャフト３００に連結されている。変速機構部１３０から動力伝達を受けたディファレンシャル部１５０には、シャフト１２３が接続されており、ディファレンシャル部１５０は、シャフト１２３を介して、車両旋回時の左右の前輪１２２の回転速度を変えながら、両輪に均等な駆動力を伝達する。シャフト１２３には、前輪１２２からシャフト１２３に加えられるトルクを測定可能なトルクセンサ１２０が設けられている。
【００２０】
無段変速機１００は、ケース体１７５を含む。ケース体１７５は、変速機構部１３０およびディファレンシャル部１５０を収容し、無段変速機１００の外形をなす。ケース体１７５は、トランスアクスルハウジング１７１と、トランスアクスルケース１７０と、トランスアクスルリヤカバー１７２とを含む。トランスアクスルケース１７０に対してエンジン側にトランスアクスルハウジング１７１が配置され、その反対側にトランスアクスルリヤカバー１７２が配置されている。
【００２１】
ケース体１７５は、変速機構室１３５を形成する。変速機構室１３５は、トランスアクスルケース１７０およびトランスアクスルリヤカバー１７２により形成されている。変速機構室１３５には、変速機構部１３０が収容されている。
【００２２】
プライマリプーリ２５０は、プライマリシャフト２００とともに、仮想軸であるプライマリシャフト２００の中心軸を中心に回転する。プライマリプーリ２５０は、固定シーブ２６０と可動シーブ２７０と、可動シーブ２７０を駆動する油圧アクチュエータ２９０とを備えている。
【００２３】
固定シーブ２６０は、プライマリシャフト２００に固定されており、プライマリシャフト２００に対して周方向および軸方向に移動しないように固定されている。
【００２４】
固定シーブ２６０は、プライマリシャフト２００の外周面からプライマリシャフト２００の径方向外方に向けて突出する鍔部を含む。
【００２５】
固定シーブ２６０の鍔部のうち、可動シーブ２７０と対向する部分は、ベルト３９０と接触する動力伝達面２６５とされている。動力伝達面２６５は、プライマリシャフト２００の径方向外方に向かうにしたがって、可動シーブ２７０から離れるように傾斜している。
【００２６】
可動シーブ２７０は、内部にプライマリシャフト２００が挿入される筒部と、この筒部に形成され、プライマリシャフト２００の径方向外方側に向けて張り出す鍔部とを含む。
【００２７】
そして、可動シーブ２７０の鍔部のうち、固定シーブ２６０と対向する部分は、ベルト３９０と接触する動力伝達面２７５とされている。動力伝達面２７５は、プライマリシャフト２００から径方向外方に向かうにしたがって、固定シーブ２６０から離れるように傾斜している。
【００２８】
そして、固定シーブ２６０の動力伝達面２６５と、可動シーブ２７０の動力伝達面２７５とによって、ベルト３９０がはめ込まれるプーリ溝２８０が規定されている。
【００２９】
油圧アクチュエータ２９０は、可動シーブ２７０を固定シーブ２６０に対して近接させたり、離間させたりすることで、プーリ溝２８０の溝幅を変化させる。すなわち、油圧アクチュエータ２９０は、固定シーブ２６０に対する可動シーブ２７０の相対的な位置を調整可能とされている。
【００３０】
セカンダリプーリ３５０は、セカンダリシャフト３００とともに、仮想軸であるセカンダリシャフト３００の中心軸を中心に回転する。セカンダリプーリ３５０は、固定シーブ３６０と可動シーブ３７０と、この可動シーブ３７０を固定シーブ３６０に対して進退可能に駆動する油圧アクチュエータ４００とを備えている。
【００３１】
図２は、プライマリプーリ２５０の構成を示す断面図であり、最減速比時における断面図である。この図２に示すように、プライマリシャフト２００の周面のうち、可動シーブ２７０と固定シーブ２６０との間に位置する部分には、摩擦部材２１０が固設されている。そして、プライマリプーリ２５０は、ベルト３９０と摩擦部材２１０との相対的な速度を検知可能な相対速度センサ１８０と、ベルト３９０によって摩擦部材２１０に加えられる面圧を測定可能な圧力センサ１８１とを備えている。なお、ベルト３９０の底部の形状は、略平坦面状に形成されているが、これに限られない。たとえば、ベルト３９０の底面に、ベルト３９０の長手方向に延びると共に、ベルト３９０の短手方向（幅方向）に間隔を隔てて複数形成するようにしてもよい。
【００３２】
図３は、セカンダリプーリ３５０の構成を示す断面図であり、最減速比時の断面図である。この図３および上記図１を参照して、セカンダリシャフト３００の外周面のうち、固定シーブ３６０と可動シーブ３７０との間に位置する部分に設けられ、環状に延びる摩擦部材２２０を備えている。セカンダリプーリ３５０は、ベルト３９０と摩擦部材２２０との相対的な速度を検知可能な相対速度センサ１８２と、ベルト３９０によって摩擦部材２２０に加えられる面圧を測定可能な圧力センサ１８３とを備えている。ここで、図４は、無段変速機１００の最減速比時の状態が示されている。ここで、図２および図４に示すように、最減速段時においては、油圧アクチュエータ２９０が駆動することで、プライマリプーリ２５０の可動シーブ２７０と固定シーブ２６０とは互いに大きく離間し、ベルト３９０の底部と摩擦部材２１０とが接触する。これにより、摩擦部材２１０を介して、ベルト３９０に動力が伝達される。
【００３３】
そして、図３に示すように、最減速比時においては、油圧アクチュエータ４００が駆動することで、固定シーブ３６０と、可動シーブ３７０とが近接し、ベルト３９０が、固定シーブ３６０および可動シーブ３７０の外周側に位置している。そして、ベルト３９０の側面と、動力伝達面４１０および動力伝達面４１１とが接触することで、ベルト３９０からセカンダリプーリ３５０に動力が伝達されている。
【００３４】
ここで、上記図２および図１において、油圧アクチュエータ２９０の油圧シリンダ内に供給する油量をたとえば、０（Ｌ）とすることで、可動シーブ２７０が固定シーブ２６０が大きく離間し、容易に、ベルト３９０を摩擦部材２１０に接触させることができる。
【００３５】
摩擦部材２１０は、プライマリシャフト２００の周面に形成された環状溝２１１内に収容されている。環状溝２１１は、固定シーブ２６０の付根部から可動シーブ２７０に向けて延びている。
【００３６】
そして、摩擦部材２１０が環状溝２１１内に収容されることで、摩擦部材２１０は、可動シーブ２７０よりもプライマリシャフト２００の径方向内方側に位置する。これにより、可動シーブ２７０がプライマリシャフト２００の軸方向に沿って、固定シーブ２６０に対して近接または離間するように移動する際に、可動シーブ２７０が摩擦部材２１０と接触することが抑制されている。
【００３７】
さらに、最減速段時において、ベルト３９０とプライマリプーリ２５０との間における動力の伝達は、摩擦部材２１０とベルト３９０との間で行われているため、可動シーブ２７０の動力伝達面２７５と、ベルト３９０の側面との間に生じる面圧が小さくなっている。このため、可動シーブ２７０に加えられる荷重を低減することができ、プライマリシャフト２００に設けられ、可動シーブ２７０を支持する支持部材の剛性等を小さく抑えることができる。
【００３８】
本実施の形態に係る変速機においては、可動シーブ２７０よりもプライマリシャフト２００の径方向内方側に位置する摩擦部材２１０と、ベルト３９０とが接触することで、動力が伝達される。このため、可動シーブ２７０および固定シーブ２６０の動力伝達面２７５，２６５によってベルト３９０が挟まれることで規定された最減速段の減速比よりも、本実施の形態に係る変速機によって規定される最減速段における減速比の方が大きい。
【００３９】
図８は、ベルト３９０を摩擦部材２１０に接触させるときにおける変速比、ベルト挟圧力およびトルクを示すグラフである。
【００４０】
この図８において、時間ｔ１において、ベルト３９０が摩擦部材２２０に接触し始めており、時間ｔ２において、ベルト３９０が完全に摩擦部材２２０と接触する。そして、ベルト３９０が摩擦部材２１０に接触し始めてから、ベルト３９０が完全に摩擦部材２１０に接触するまでの間におけるベルト挟圧力の変化率は、摩擦部材２１０にベルト３９０を近接させるときにおけるベルト挟圧力の変化率よりも小さくなっている。
【００４１】
このように、ＥＣＵ１２５が、油圧アクチュエータ４００の駆動を制御することで、少しずつベルト３９０を摩擦部材２１０に接触させることができ、ベルト３９０が摩擦部材２１０に接触する際に生じる衝撃の低減が図られている。
【００４２】
なお、キックダウン時においても、図８に示すように、ＥＣＵ１２５が油圧アクチュエータ４００を駆動させることで、係合ショックを低減させつつも、大きな変速比を利用することができるため、滑らかな急加速を実現することができる。
【００４３】
なお、摩擦部材２１０とベルト３９０との接触面圧は、セカンダリプーリ３５０におけるベルト３９０の挟圧力によって設定される。すなわち、セカンダリプーリ３５０におけるベルト３９０の挟圧力によって、ベルト３９０に引張力が付与され、この引張力によって、ベルト３９０と摩擦部材２１０との接触面圧がきまる。
【００４４】
図５は、図１中の無段変速機の最増速比時の状態を示す図である。そして、図６は、最増速比時のプライマリプーリ２５０の断面図であり、図７は、最増速比時のセカンダリプーリ３５０の断面図である。
【００４５】
図６に示すように、最増速比時においては、ＥＣＵ１２５からの指令によって、油圧アクチュエータ２９０が駆動し、可動シーブ２７０は、固定シーブ２６０に向けて近接する。そして、ベルト３９０は、プライマリプーリ２５０と固定シーブ２６０の外周縁部側に変位する。
【００４６】
ここで、図７に示すように、セカンダリシャフト３００の外周面には、摩擦部材２２０が設けられている。摩擦部材２２０は、セカンダリシャフト３００の周面に形成された環状溝２２１に嵌め込まれており、摩擦部材２２０は、可動シーブ３７０に対して、セカンダリシャフト３００の径方向内方側に位置している。これにより、可動シーブ３７０が固定シーブ３６０に向けて変位したとしても、摩擦部材２２０と可動シーブ３７０とが接触することが抑制されている。
【００４７】
環状溝２２１は、固定シーブ３６０の付根部から可動シーブ３７０に向けて延びている。そして、最増速比時においては、摩擦部材２２０とベルト３９０とが接触し、摩擦部材２２０を介して、ベルト３９０からセカンダリプーリ３５０に動力が伝達される。
【００４８】
ここで、摩擦部材２２０が可動シーブ３７０よりも、セカンダリシャフト３００の径方向内方側に位置しているため、固定シーブ３６０と可動シーブ３７０との動力伝達面４１０，４１１で規定された最増速比の変速比よりも、本実施の形態に係る変速機における最増速比の変速比の方が小さくなる。これにより、変速比の幅を広く確保することができる。
【００４９】
さらに、最増速比時においては、摩擦部材２２０とベルト３９０との間で動力の伝達が行われているため、ベルト３９０の側面と、動力伝達面４１１との間に生じる面圧は小さく抑えられている。このため、セカンダリシャフト３００に設けられ、可動シーブ３７０を支持する支持部材に要する剛性等を低く抑えることができる。
【００５０】
図１において、トルクセンサ１２０は、前輪１２２に加えられるトルクに応じた信号をＥＣＵ１２５に送信する。ＥＣＵ１２５は、トルクセンサ１２０からの信号に基づいて、前輪１２２に加えられたトルクを算出する。そして、ＥＣＵ１２５は、この算出されたトルクが、予めＥＣＵ１２５に格納されたしきい値よりも、大きいと判断すると、油圧アクチュエータ２９０に供給する給油量をたとえば、０（Ｌ）（最小給油量）とする。これにより、ベルト３９０と、プライマリシャフト２００に設けられた摩擦部材２１０とを接触させる。
【００５１】
そして、ＥＣＵ１２５は、油圧アクチュエータ４００の駆動を制御して、セカンダリプーリ３５０におけるベルト３９０の挟圧力が、たとえば、通常の走行状態のときの挟圧力よりも小さい所定値となるようにする。
【００５２】
このように、ベルト３９０の挟圧力を調整することで、ベルト３９０に加えられる引張力を調整することができる。ベルト３９０の引張力を調整することで、摩擦部材２１０とベルト３９０との間に生じる最大摩擦力を調整することができる。そして、たとえば、通常の走行状態のときの挟圧力よりも小さくすることで、通常の走行状態におけるときよりも、摩擦部材２１０とベルト３９０との間に生じる最大摩擦力を低減することができる。
【００５３】
そして、地面から大きなトルクが前輪１２２を介して、無段変速機１００に加えられると、ベルト３９０が摩擦部材２１０上を滑り、無段変速機１００に過大なトルクが加えられることを抑制することができる。
【００５４】
なお、前輪１２２を介して、地面から大きなトルクが加えられる場合としては、たとえば、車両がジャンプして、再度地面に着地した場合等が挙げられる。
【００５５】
ここで、上述した例においては、ベルト３９０と摩擦部材２１０とを接触させているが、これに限られない。
【００５６】
たとえば、ＥＣＵ１２５が、前輪１２２から加えられたトルクが所定のトルク以上であると判断すると、油圧アクチュエータ４００に供給する給油量をたとえば、０（Ｌ）とすることで、ベルト３９０をセカンダリシャフト３００に設けられた摩擦部材２２０に接触させてもよい。この場合には、ＥＣＵ１２５は、油圧アクチュエータ２９０の駆動を調整して、プライマリプーリ２５０におけるベルト３９０の挟圧力を調整して、摩擦部材２２０とベルト３９０との間に生じる摩擦力を調整する。たとえば、通常の走行状態におけるプライマリプーリ２５０の挟圧力よりも小さい圧力で、ベルト３９０を挟むようにする。
【００５７】
そして、前輪１２２を介して、地面から大きなトルクが加えられると、ベルト３９０と、摩擦部材２２０との間の摩擦力は低減されているため、ベルト３９０は、摩擦部材２２０上を滑る。これにより、大きなトルクが地面から加えられたとしても、ベルト３９０を介して無段変速機１００に大きなトルクが加えられることを抑制することができる。
【００５８】
ここで、図２において、ＥＣＵ１２５には、予め、摩擦部材２１０およびベルト３９０の間に生じる面圧（ｐ）と、摩擦部材２１０およびベルト３９０の相対速度（ｖ）とによって算出される摩擦部材２１０の損傷値（Ｆ＝ｆ（ｐ，ｖ））のしきい値（Ｆ１）が格納されている。
【００５９】
そして、相対速度センサ１８０および圧力センサ１８１からの信号にの基づいて、損傷値を算出する。ＥＣＵ１２５は、算出された損傷値がしきい値Ｆ１よりも大きいと判断すると、ベルト３９０と摩擦部材２１０とを接触させる変速モードを禁止する。具体的には、油圧アクチュエータ２９０に供給する給油量の下限値を上げることで、摩擦部材２１０とベルト３９０とが接触することを抑制することができる。なお、損傷値は、摩擦部材２２０の損傷の程度を評価するための数値であり、予め、相対速度や面圧を変えてサンプリングすることで、相対速度（ｖ）と面圧（ｐ）とから摩擦部材２２０の損傷の程度を評価する損傷値を算出している。
【００６０】
これにより、磨耗または損傷した摩擦部材２２０に、ベルト３９０が当接されることを抑制することができ、ベルト３９０および摩擦部材２２０の損傷を抑制することができる。なお、図３に示すように、セカンダリプーリ３５０にも、ベルト３９０と摩擦部材２２０との相対的な速度を検知可能な相対速度センサ１８２と、ベルト３９０から摩擦部材２２０に加えられる面圧を測定可能な圧力センサ１８３とを備えている。
【００６１】
そして、ＥＣＵ１２５は、相対速度センサ１８２および圧力センサ１８３からの信号にも基づいて、摩擦部材２２０の損傷値を算出し、しきい値を超えているか否かを判断する。そして、算出された損傷値がしきい値を超えていると、ＥＣＵ１２５が判断すると、ベルト３９０と摩擦部材２２０との接触させる変速モードを禁止する。具体的には、油圧アクチュエータ４００に供給する下限値を調整することで、ベルト３９０が摩擦部材２２０に接触することを抑制することができる。
【００６２】
図１において、シフトレバー１６０は、運転手によってドライブポジション、ニュートラルポジション、パーキングポジション等が選択される。シフトセンサ１６１は、シフトレバー１６０によって選択されたシフトポジションに対応する信号をＥＣＵ１２５に送信する。そして、ＥＣＵ１２５は、選択されたシフトポジションに応じて、無段変速機１００を駆動する。
【００６３】
ここで、シフトレバー１６０において、ニュートラルポジションが選択されると、シフトセンサ１６１がＥＣＵ１２５にニュートラルポジションが選択された旨の信号を送信する。
【００６４】
ＥＣＵ１２５が、シフトセンサ１６１から上記信号を受信すると、油圧アクチュエータ２９０を駆動して、可動シーブ２７０を固定シーブ２６０から離間させて、ベルト３９０を摩擦部材２１０に接触させる。
【００６５】
さらに、ＥＣＵ１２５は、油圧アクチュエータ４００を駆動して、セカンダリプーリ３５０におけるベルト３９０の挟圧力を調整し、通常の走行状態における挟圧力よりも、低くする。
【００６６】
これにより、摩擦部材２１０とベルト３９０との間に生じる摩擦力を低減することができ、ベルト３９０が摩擦部材２１０上を滑り、ニュートラル状態とすることができる。なお、ベルト３９０におけるベルトの挟圧力を調整することで、半クラッチとすることができる。
【００６７】
このように、摩擦部材２１０とベルト３９０とで上記のようにニュートラル状態や半クラッチ状態を作り出すことができるので、前進後進段切替機構などを省略することができ、無段変速機１００のコンパクト化を図ることができる。なお、図１に示す例においては、前進段切替機構は、設けられている。
【００６８】
なお、上述の例においては、ベルト３９０を摩擦部材２１０上にて滑らせているが、これに限られず、摩擦部材２２０上でベルト３９０を滑らせることで、ニュートラル状態や半クラッチ状態を構築するようにしてもよい。
【００６９】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、無段変速機に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】この発明の実施の形態における無段変速機を示す断面図である。
【図２】プライマリプーリの構成を示す断面図であり、最減速比時における断面図である。
【図３】セカンダリプーリの構成を示す断面図であり、最減速比時の断面図である。
【図４】無段変速機の最減速比時の状態が示されている。
【図５】図１中の無段変速機の最増速比時の状態を示す図である。
【図６】最増速比時のプライマリプーリの断面図である。
【図７】最増速比時のセカンダリプーリの断面図である。
【図８】ベルトを摩擦部材に接触させるときにおける変速比、ベルト挟圧力およびトルクを示すグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
１００ 無段変速機、１２０ トルクセンサ、２００ プライマリシャフト、２１０ 摩擦部材、２１１ 環状溝、２２０ 摩擦部材、２２１ 環状溝、２５０ プライマリプーリ、２６０ 固定シーブ、２７０ 可動シーブ、２９０ 油圧アクチュエータ、３００ セカンダリシャフト、３５０ セカンダリプーリ、３６０ 固定シーブ、３７０ 可動シーブ、３９０ ベルト、４００ 油圧アクチュエータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられた第１回転軸と、
前記第１回転軸に設けられた第１シーブおよび、前記第１回転軸に設けられ、前記第１シーブに対して進退可能に設けられた第２シーブを含む第１プーリと、
前記第１回転軸に対して間隔を隔てて設けられ、回転可能に設けられた第２回転軸と、
前記第２回転軸に設けられた第３シーブおよび、前記第２回転軸に設けられ、前記第３シーブに対して進退可能に設けられた第４シーブを含む第２プーリと、
前記第１プーリおよび前記第２プーリ間に亘って設けられ、前記第１プーリおよび前記第２プーリ間で動力を伝達可能なベルトと、
前記第１回転軸に設けられ、前記ベルトと接触可能な第１摩擦材および、前記第２回転軸に設けられ、前記ベルトと接触可能な第２摩擦材の少なくとも一方と、
を備えた、無段変速機。
【請求項２】
前記第１摩擦材は、前記第１回転軸の周面に形成された環状の溝部内に収容され、前記第１摩擦材は、前記第２シーブよりも前記第１回転軸の径方向内方側に位置する、請求項１に記載の無段変速機。
【請求項３】
前記第２摩擦材は、前記第２回転軸の周面に形成された環状の溝部内に収容され、前記第２摩擦材は、前記第４シーブよりも前記第２回転軸の径方向内方側に位置する、請求項１または請求項２に記載の無段変速機。
【請求項４】
前記第１摩擦材が設けられ、
前記第３および前記第４シーブと前記ベルトとの間の面圧を調整することで、前記第１摩擦材と前記ベルトとの間の摩擦力を調整可能な第２プーリ用調整機構をさらに備える、請求項１から請求項３のいずれかに記載の無段変速機。
【請求項５】
前記第１シーブに対する前記第２シーブの位置を調整可能とされ、前記第１回転軸の径方向における前記ベルトの位置を調整可能な第１プーリ用調整機構と、
前記第１および第２プーリ用調整機構の駆動を制御可能な制御部とをさらに備え、
前記制御部は、前記第１摩擦材と前記ベルトとが接触するように、前記第１プーリ用調整機構を駆動させると共に、前記ベルトと前記第１摩擦材との面圧が通常走行状態のときよりも小さくなるように、前記第２プーリ用駆動部を駆動させる変速制御を、使用者によって操作される操作部からの信号に応じて、選択的に行う、請求項４に記載の無段変速機。
【請求項６】
前記第１シーブに対する前記第２シーブの位置を調整可能とされ、前記第１回転軸の径方向における前記ベルトの位置を調整可能な第１プーリ用調整機構と、
前記第１摩擦材と前記ベルトとの間の相対速度を検知可能な前記第１摩擦材用速度検知部と、
前記第１摩擦材と前記ベルトとの間の面圧を検知可能な第１摩擦材用面圧検知部と、
前記第１摩擦材用速度検知部および前記第１摩擦材用面圧検知部からの出力値に基づいて、前記第１摩擦材の損傷値を算出し、算出された前記損傷値がしきい値を超えていると判断すると、前記第１摩擦材と前記ベルトとを接触させないように、前記第１プーリ用調整機構の駆動を制御する制御部と、
をさらに備えた、請求項４または請求項５に記載の無段変速機。
【請求項１】
回転可能に設けられた第１回転軸と、
前記第１回転軸に設けられた第１シーブおよび、前記第１回転軸に設けられ、前記第１シーブに対して進退可能に設けられた第２シーブを含む第１プーリと、
前記第１回転軸に対して間隔を隔てて設けられ、回転可能に設けられた第２回転軸と、
前記第２回転軸に設けられた第３シーブおよび、前記第２回転軸に設けられ、前記第３シーブに対して進退可能に設けられた第４シーブを含む第２プーリと、
前記第１プーリおよび前記第２プーリ間に亘って設けられ、前記第１プーリおよび前記第２プーリ間で動力を伝達可能なベルトと、
前記第１回転軸に設けられ、前記ベルトと接触可能な第１摩擦材および、前記第２回転軸に設けられ、前記ベルトと接触可能な第２摩擦材の少なくとも一方と、
を備えた、無段変速機。
【請求項２】
前記第１摩擦材は、前記第１回転軸の周面に形成された環状の溝部内に収容され、前記第１摩擦材は、前記第２シーブよりも前記第１回転軸の径方向内方側に位置する、請求項１に記載の無段変速機。
【請求項３】
前記第２摩擦材は、前記第２回転軸の周面に形成された環状の溝部内に収容され、前記第２摩擦材は、前記第４シーブよりも前記第２回転軸の径方向内方側に位置する、請求項１または請求項２に記載の無段変速機。
【請求項４】
前記第１摩擦材が設けられ、
前記第３および前記第４シーブと前記ベルトとの間の面圧を調整することで、前記第１摩擦材と前記ベルトとの間の摩擦力を調整可能な第２プーリ用調整機構をさらに備える、請求項１から請求項３のいずれかに記載の無段変速機。
【請求項５】
前記第１シーブに対する前記第２シーブの位置を調整可能とされ、前記第１回転軸の径方向における前記ベルトの位置を調整可能な第１プーリ用調整機構と、
前記第１および第２プーリ用調整機構の駆動を制御可能な制御部とをさらに備え、
前記制御部は、前記第１摩擦材と前記ベルトとが接触するように、前記第１プーリ用調整機構を駆動させると共に、前記ベルトと前記第１摩擦材との面圧が通常走行状態のときよりも小さくなるように、前記第２プーリ用駆動部を駆動させる変速制御を、使用者によって操作される操作部からの信号に応じて、選択的に行う、請求項４に記載の無段変速機。
【請求項６】
前記第１シーブに対する前記第２シーブの位置を調整可能とされ、前記第１回転軸の径方向における前記ベルトの位置を調整可能な第１プーリ用調整機構と、
前記第１摩擦材と前記ベルトとの間の相対速度を検知可能な前記第１摩擦材用速度検知部と、
前記第１摩擦材と前記ベルトとの間の面圧を検知可能な第１摩擦材用面圧検知部と、
前記第１摩擦材用速度検知部および前記第１摩擦材用面圧検知部からの出力値に基づいて、前記第１摩擦材の損傷値を算出し、算出された前記損傷値がしきい値を超えていると判断すると、前記第１摩擦材と前記ベルトとを接触させないように、前記第１プーリ用調整機構の駆動を制御する制御部と、
をさらに備えた、請求項４または請求項５に記載の無段変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−７７７７（Ｐ２０１０−７７７７Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６８６０６（Ｐ２００８−１６８６０６）
【出願日】平成２０年６月２７日（２００８．６．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２７日（２００８．６．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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