(57)【要約】【課題】トロイダル型無段変速機の異常振動を十分に抑制することができる振動抑制装置を提供する。【解決手段】油圧回路１２０に可変オリフィス１２３，１２５，１２８を設けて流路抵抗が制御可能な構成とする。バリエータに振動検出器２１を設けて振動を検出し、異常振動に発展し得る予兆が現れた段階でコントローラ１９から可変オリフィス１２３，１２５，１２８を制御して、油圧回路１２０の流路抵抗を増大させる。これにより、振動のエネルギーを流体摩擦エネルギーとして消耗させる。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイダル型無段変速機の振動を検出する振動検出器と、
前記トロイダル型無段変速機に油圧を供給し、流路抵抗が制御可能な油圧回路と、
前記振動検出器が検出する振動を監視し、異常振動に発展し得る所定の予兆が現れた段階で前記油圧回路の流路抵抗を増大させる制御手段と
を備えたことを特徴とするトロイダル型無段変速機の振動抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に用いられるトロイダル型無段変速機に関し、特にその振動を抑制する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トロイダル型無段変速機においては、ディスクに端末負荷をかける部材等の振動を抑制すべく、ばねや摩擦材からなるダンピング装置をディスクに付設した例がある（例えば、特許文献１参照。）。また、トロイダル型とは異なるが、ベルトを用いる無段変速機においては、制振部材であるダンパの制振特性を変更することによってベルトの噛み合い振動を抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２５０６１７号公報（第３頁、図３）
【特許文献２】
特開平６−２８０９８７号公報（第４頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の無段変速機の振動抑制技術は、発生した振動に応じてこれを緩和する形での制御が行われるので、比較的低レベルな振動は十分に抑制できても、共振等の高レベルな異常振動は十分に抑制することができなかった。その結果、運転者に不快な振動を感じさせることとなっていた。とりわけ、トロイダル型無段変速機では、ディスクの回転数と固有振動数とが一致したときに共振が発生しやすいので、異常振動の十分な抑制が課題となる。
【０００５】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、トロイダル型無段変速機の異常振動を十分に抑制することができる振動抑制装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のトロイダル型無段変速機の振動抑制装置は、トロイダル型無段変速機の振動を検出する振動検出器と、前記トロイダル型無段変速機に油圧を供給し、流路抵抗が制御可能な油圧回路と、前記振動検出器が検出する振動を監視し、異常振動に発展し得る所定の予兆が現れた段階で前記油圧回路の流路抵抗を増大させる制御手段とを備えたものである。
【０００７】
上記のように構成されたトロイダル型無段変速機の振動抑制装置では、異常振動に発展し得る所定の予兆が現れた段階で制御手段により油圧回路の流路抵抗を増大させ、振動のエネルギーを流体摩擦エネルギーとして消耗させる。従って振動が抑制され、また、その間に振動周波数が変化することで異常振動に発展する事態を回避することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態による振動抑制装置を備えるフルトロイダル型無段変速機のバリエータ１を示す概略図である。このバリエータ１には、車両の動力源により回転駆動される入力軸３が設けられており、その両端近傍にはそれぞれ入力ディスク５が支持されている。
【０００９】
各入力ディスク５の一側面には凹湾曲状の軌道面５ｂが形成されており、また、内周には複数条の溝を切ったスプライン穴５ａが形成されている。入力ディスク５は、そのスプライン穴５ａを、入力軸３に設けられたスプライン軸３ａに結合させることによって、入力軸３と一体回転可能に組み付けられている。右側の入力ディスク５は、入力軸３に一体に設けられた係止部３ｂによって図示の状態から右方への移動が規制されている。また、左側の入力ディスク５の軌道面５ｂと反対側の背面には、当該背面全体を覆うケーシング６と、ケーシング６の内周に内接したバックアップ板７と、入力軸３に固定され、入力ディスク５及びバックアップ板７が軸方向の左方に移動することを規制する係止リング８及び止め輪９と、係止リング８の外周に装着され、バックアップ板７に予圧を付与するワッシャ１０とが設けられている。
【００１０】
上記バックアップ板７の外周にはＯリング１１が装着されており、ケーシング６の内面と、入力ディスク５の背面と、バックアップ板７とによって囲まれた入力軸３の周りの空間に油室Ａが形成されている。油室Ａは、入力軸３の中心軸方向に設けられた油路３ｃ及びその右端部近傍から径方向に設けられた油路３ｄと連通している。また、油路３ｃは、入力軸３の端部に挿入された固定部材２の内部に設けられた油路２ａと連通している。この油路２ａは、油圧制御装置１２と接続されている。このようにして、ケーシング６及びバックアップ板７をシリンダとし、入力ディスク５をピストンとする油圧シリンダ装置が構成されている。
【００１１】
上記入力軸３の軸方向中央部には、バリエータ１の出力部１３が入力軸３に対して相対回転自在に支持されている。この出力部１３は、出力部材１４と、この出力部材１４にそれぞれ一体回転可能に支持された一対の出力ディスク１５とを備えている。各出力ディスク１５の、入力ディスク５の軌道面５ｂに対向する一側面には、凹湾曲状の軌道面１５ｂが形成されている。また、上記出力部材１４の外周には、動力伝達用のチェーン１６と噛み合うスプロケットギヤ１４ａが形成されている。
【００１２】
上記各入力ディスク５の軌道面５ｂと、これに対向する出力ディスク１５の軌道面１５ｂとの間は、トロイド状隙間として構成されており、このトロイド状隙間には、各軌道面５ｂ，１５ｂと圧接して回転する円盤状のローラ１７が円周等配に３個（１個のみ図示）設けられている。従って、ローラ１７は左右一対のトロイド状隙間に計６個配置されている。各ローラ１７はキャリッジ１８によって回転軸１７ａ周りに回転自在に支持されているとともに、当該キャリッジ１８によって各軌道面５ｂ，１５ｂとの相対位置を調整できるようになっている。
【００１３】
上記バリエータ１において、油圧制御装置１２から油室Ａに、端末負荷としての油圧が付与されると、左側の入力ディスク５が右方に付勢され、ローラ１７を介して左側の出力ディスク１５が右方に付勢される。これにより、左側の出力ディスク１５から出力部材１４を介して、右側の出力ディスク１５が右方に付勢される。さらに、右側の出力ディスク１５からローラ１７を介して右側の入力ディスク５が押圧されるが、この入力ディスク５は係止部３ｂにより止められているため、上記端末負荷がバリエータ１全体に付与され、左右の各ローラ１７が両ディスク５，１５間に所定の力で挟持された状態となる。
【００１４】
図２は、上記フルトロイダル型無段変速機における油圧制御装置１２（図１）の基本構成となる油圧回路１２０を示す図である。説明の簡略化のため、１個のローラ１７に関しての回路構成を示しているが、実際には、シリンダ１２１が各ローラ１７ごとに設けられている。
図において、シリンダ１２１の油室１２１ａに対しては、第１ポンプ１２２から当該油室１２１ａを経て可変オリフィス１２３及び電磁圧力制御弁１２４が接続され、さらに可変オリフィス１２５を介して油タンク１２６に至る回路が図示のように構成されている。一方、油室１２１ｂに対しては、第２ポンプ１２７から当該油室１２１ｂを経て可変オリフィス１２８及び電磁圧力制御弁１２９が接続され、可変オリフィス１２５を介して油タンク１２６に至る回路が図示のように構成されている。そして、油室１２１ａ及び１２１ｂに供給される油圧の差圧により、ローラ１７に接続されているキャリッジ１８に、前進又は後退方向の駆動力が付与される。また、上記第１ポンプ１２２側の油圧は、バリエータ１（図１）の前述の端末負荷として、入力ディスク５の背面の油室Ａ（図１）に供給されている。
【００１５】
上記可変オリフィス１２３，１２５，１２８及び、電磁圧力制御弁１２４，１２９は、コントローラ１９からの指令により制御される。また、電磁圧力制御弁１２４及び１２９を制御することにより、油室１２１ａ及び１２１ｂの圧力を制御して、キャリッジ１８に前進又は後退方向の駆動力を付与することができるようになっている。
【００１６】
図２において、振動検出器２１は、バリエータ１（図１）のケース２０上の所定箇所に設けられている。所定箇所とは例えば、バリエータ１全体の振動を拾いやすく、かつ、走行中の車体の振動の影響を受けにくい箇所である。振動検出器２１の検出出力は、一方ではそのままコントローラ１９に送られるとともに、他方では周波数分析装置２２を介してコントローラ１９に送られる。周波数分析装置２２は例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）によって構成され、振動検出器２１の出力をフーリエ変換してコントローラ１９に送る。
【００１７】
上記のように構成されたトロイダル型無段変速機のバリエータ１（図１）において、入力軸３に回転トルクが付与されると、一対の入力ディスク５から対応する各出力ディスク１５に対して、６個のローラ１７を介してトルクが伝達される。トルクを伝達するとき、ローラ１７には反力が生じており、この反力を支えているのが、キャリッジ１８に付与される駆動力である。当該反力と出力ディスク１５を駆動するのに必要なトルクとの間に不均衡が生じると、ローラ１７は自動的に軸角度を変えてこの不均衡を解消する。例えば、走行負荷の変動やアクセルペダルの加減により、キャリッジ１８が油圧による駆動力に抗して押し戻されるか又は引き出されるような力が発生すると、ローラ１７の軸角度が変化して（図１の二点鎖線参照）変速比のアップ又はダウンが行われ、バリエータ１の出力するトルクが変化する。
【００１８】
また、上記トロイダル型無段変速機のバリエータ１は各ディスク５，１５やローラ１７の回転によって、振動を発生する。振動は、振動検出器２１によって検出され、その検出信号がコントローラ１９に入力される。
図３は、コントローラ１９に入力される振動の検出信号を示すグラフであり、横軸は時間を、縦軸は振動の振幅を示している。正常範囲内の振幅は低いレベルで安定している。このとき、コントローラ１９は、可変オリフィス１２３，１２８及び１２５を全開にすることによってそれらの流路抵抗を最低値としている。従って、油圧回路１２０における油圧の応答性が高い状態に維持されている。なお、上記振動は油圧回路１２０にも伝わり、油圧回路１２０自体が有するダンピング力が振動の吸収に若干寄与している。
【００１９】
ここで、共振等の異常振動が発生し始めると、振動のレベルが上昇し、そのままでは図３のグラフの右上部分のような高い異常振動のレベルに達することになる。そこで、このように振動が発展して異常振動に達することを未然に、かつ、積極的に防止すべく、異常振動に発展する予兆と判断するための閾値Ｖ１を設定しておく。そして、コントローラ１９は、振動が閾値Ｖ１を超えると、可変オリフィス１２３，１２８及び１２５の流路抵抗を、そのときの電磁圧力制御弁１２４，１２９による制御圧すなわち油室１２１ａ，１２１ｂの圧力に応じて増大させるように制御する。
【００２０】
その結果、バリエータ１の振動エネルギーは、油が可変オリフィス１２３，１２８，１２５を通過する際の流路抵抗によって、流体摩擦エネルギーとして消耗される。すなわち、油圧回路１２０における、振動を吸収するダンピング力を増大させることになる。従って、振動は発展途中で減殺され、また、その間に振動周波数が変化して、異常振動に発展する事態も回避される。こうして、異常振動を予兆の段階から積極的に抑制し、結果的に異常振動を十分に抑制することができる。
【００２１】
次に、上記とは異なる、異常振動の予兆の捉え方について説明する。図４は、周波数分析装置２２からコントローラ１９に入力される振動の周波数スペクトルを示すグラフであり、横軸は周波数、縦軸はスペクトル振幅を表している。正常な振動の場合、（ａ）に示す状態となる。一方、異常振動の場合、（ｂ）に示す状態を経て、（ｃ）に示す状態となる。そこで、異常振動に発展する可能性のある予兆を、例えば（ｂ）において閾値Ｖ２を超えるスペクトル振幅が一つでも検出された場合とする。そして、閾値Ｖ２を超えるスペクトル振幅が検出された場合、コントローラ１９は、可変オリフィス１２３，１２８及び１２５の流路抵抗を、そのときの電磁圧力制御弁１２４，１２９による制御圧すなわち油室１２１ａ，１２１ｂの圧力に応じて増大させるように制御する。
【００２２】
その結果、前述の場合と同様に、油圧回路１２０のダンピング力が増大し、振動は発展途中で減殺される。また、その間に振動周波数が変化して、異常振動に発展する事態も回避される。こうして、異常振動を予兆の段階から積極的に抑制し、結果的に異常振動を十分に抑制することができる。
【００２３】
なお、上記２種類の予兆の捉え方は、それぞれ単独で用いてもよいし、両方を併用して判断するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、各油室１２１ａ，１２１ｂに共通の可変オリフィス１２５を設けたが、これは省略することも可能である。
また、上記実施形態はフルトロイダル型無段変速機の例であるが、ハーフトロイダル型無段変速機にも上記の振動抑制装置を適用することができる。
【００２４】
また、上記実施形態では可変オリフィスによって流路抵抗を変化させているが、このような機械的手段によらずに、同等の作用効果を得る手段もある。例えば、作動流体（油）として電気粘性流体（ＥＲ流体）を使用し、上記油圧回路１２０上の可変オリフィス１２３，１２５，１２８の位置に、これらに代えて不導体の管路を設け、かつ、これを挟むように電極を設ける。こうすれば、コントローラ１９から電極に印加する電圧を変化させることによって当該電極間を通過する流体の粘度を増大させ、実質的に油圧回路の流路抵抗を増大させることができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のトロイダル型無段変速機の振動抑制装置によれば、異常振動に発展し得る所定の予兆が現れた段階で油圧回路の流路抵抗を増大させ、振動のエネルギーを流体摩擦エネルギーとして消耗させるので、振動が抑制され、また、その間に振動周波数が変化することで異常振動に発展する事態を回避することができる。従って、異常振動を十分に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるフルトロイダル型無段変速機のバリエータを示す概略図である。
【図２】上記フルトロイダル型無段変速機における油圧制御装置の基本構成となる油圧回路を示す図である。
【図３】上記フルトロイダル型無段変速機における油圧回路のコントローラに入力される振動の検出信号を示すグラフである。
【図４】周波数分析装置から上記コントローラに入力される振動の周波数スペクトルを示すグラフである。
【符号の説明】
１　　バリエータ
１９　　コントローラ
２１　　振動検出器
２２　　周波数分析装置
１２０　　油圧回路
１２３，１２５，１２８　　可変オリフィス
【図１】
2004116571.tif 000003
【図２】
2004116571.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004116571.tif 000006