(57)【要約】【課題】ディスク／ローラ型無段変速機に於ける駆動油の油温センサの故障に起因してローラに対するディスク挟圧力が不足し、ディスクまたはローラの作動面に過大滑りによる大きな損傷が生ずることを確実に防止する。【解決手段】油温センサからの駆動油の温度に基づくディスク挟圧力の制御に於いて、油温センサから駆動油の温度に関する信号が得られなくなったときには駆動油の温度を所定の高温値に設定してディスク挟圧力を制御する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線に沿って半径が変化する作動面を備えた一対のディスクと、前記一対のディスクの作動面を同軸に対向させた間に押し挟まれた一対のローラとを有し、前記一対のローラを介して前記一対のディスク間に回転力を伝達し、前記一対のディスクに対する前記一対のローラの傾動角の変化に応じて前記一対のディスク間に伝達される回転力の変速比が変化し、前記一対のディスクと前記一対のローラの互いに他に対し転動する面の間には駆動油が供給されており、前記一対のディスク間に前記一対のローラを押し挟む挟圧力は前記駆動油の温度に応じて制御されるディスク／ローラ型無段変速機の作動制御装置にして、前記駆動油の温度に関する信号が得られなくなったとき該温度を所定の高温値に設定して前記挟圧力を制御するようになっていることを特徴とする作動制御装置。
【請求項２】
前記所定の高温値は該駆動油にとってあり得ると推定される最高温度値とされることを特徴とする請求項１に記載の作動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク／ローラ型無段変速機の作動制御装置に係り、特にディスク／ローラ型無段変速機に於いて一対のローラに対する一対のディスクの挟圧力を制御する作動制御装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
車輌用変速装置等に適した無段変速機の一つとして、軸線に沿って半径が変化する作動面を備えた一対のディスクと、これら一対のディスクの作動面を同軸に対向させた間に押し挟まれた一対のローラとを有し、これら一対のローラを介して前記一対のディスク間に回転力を伝達し、その際一対のディスクに対する一対のローラの角度を変化させることにより一対のディスク間に伝達される回転力の変速比を変えるよう構成されたディスク／ローラ型無段変速機が知られている。かかるディスク／ローラ型無段変速機のディスクの作動面は一般にトロイド面の一部として形成されるので、かかる無段変速機は通常トロイダル型無段変速機と称されている。
【０００３】
そのような公知のディスク／ローラ型無段変速機の基本構造は、添付の図３に半ば解図的縦断面にて示す如きものである。尚、ここに示すディスク／ローラ型無段変速機は、車輌用駆動装置の場合に一般に行われているように、ディスク／ローラ型無段変速機の２組が、第一の組の出力側ディスクと第二の組の出力側ディスクとを同軸に背中合わせにした状態に配列され、これら第一および第二の組の出力側ディスクの両側に第一および第二の組の入力側ディスクが同軸に配列され、第一および第二の組の入力側ディスクが第一および第二の組の出力側ディスクを貫通する連結軸により互いにトルク伝達関係に連結され且つ油圧アクチュエータにより該連結軸を介して互いに中心軸線に沿って引き寄せられる関係に組み合わされた構造に構成されている。
【０００４】
即ち、図３に於いて、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは軸線に沿って半径が変化する作動面を備えたディスクであり、それらの作動面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは一般に凹状のトロイド面として形成されている。ディスク１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは共通の中心軸線ｎ−ｎに整合して配列されている。ディスク１０ａと１０ｂは一対のローラ１４ａ、１４ｂと共に１組のディスク／ローラ型無段変速機を構成し、ディスク１０ｃと１０ｄとは他の一対のローラ１４ｃ、１４ｄと共に他の１組のディスク／ローラ型無段変速機を構成している。ディスク１０ａ、１０ｂとローラ１４ａ、１４ｂとにより構成されたディスク／ローラ型無段変速機に於いては、ディスク１０ａが入力側であり、ディスク１０ｂが出力側である。
【０００５】
一方、ディスク１０ｃ、１０ｄとローラ１４ｃ、１４ｄとにより構成されたディスク／ローラ型無段変速機に於いては、ディスク１０ｄが入力側であり、ディスク１０ｃが出力側である。これら各組の出力側ディスク１０ｂとディスク１０ｃとは中心軸線ｎ−ｎに沿って同軸に背中合わせに配列され、歯車１６とスプライン１８、２０等によりトルク伝達関係に連結され、歯車１６は更に歯車２２と噛み合い、これらの歯車がこのディスク／ローラ型無段変速機の出力部材を構成している。歯車１６および２２は図にて解図的に示されている如くラジアル／スラスト軸受２４、２６、２８により図にてその一部のみが示されている変速装置のハウジング３０より回転式に支持されている。
【０００６】
出力側ディスク１０ｂおよび１０ｃの両側にそれぞれの組の入力側ディスク１０ａおよび１０ｄが軸線ｎ−ｎに沿って同軸に配列され、出力側ディスク１０ｂおよび１０ｃを貫通する連結軸３２により互いにトルク伝達関係に連結され且つ油圧アクチュエータにより該連結軸を介して互いに中心軸線ｎ−ｎに沿って引き寄せられる関係に組み合わされている。即ち、連結軸３２の図に於ける右端はスプライン３４およびナット３６等によりディスク１０ｄとトルク伝達関係に且つ軸線方向に相互に固定された関係に連結されているが、図に於ける左端に於いては連結軸３２とディスク１０ａとは軸線方向に滑動可能なスプライン３８により互いにトルクは伝達するが軸線方向に移動可能に連結されており、ディスク１０ａとその回りに嵌合するシリンダ４０により構成された油圧アクチュエータ４２の油圧室４４に油圧が供給されることにより連結軸３２を介してディスク１０ａと１０ｄとは互いに引き寄せられ、これによってディスク１０ａと１０ｂ間にローラ１４ａと１４ｂが挾圧され、またディスク１０ｃと１０ｄ間にローラ１４ｃと１４ｄが挾圧されようになっている。尚、油圧室４４はディスク１０ａとシリンダ４０との間およびディスク１０ａと連結軸３２との間に於いて環状シール４６および４８により液密性を保持されている。
【０００７】
連結軸３２とシリンダ４０とはスプライン５０とフランジ部５２等にて互いにトルクを伝達し且つディスク１０ａと１０ｄとを互いを引き寄せる軸線方向力を支える関係に連結され、回転入力は入力軸５４からディスク５６へ伝わり、該ディスクの周縁部に設けられた爪５８よりこれに噛み合うシリンダ４０の爪６０を経てシリンダ４０へ伝わり、該シリンダ４０から連結軸３２へ伝わるようになっている。
【０００８】
ローラ１４ａ〜１４ｄは、図には示されていないが、図の紙面に垂直の方向に延在するトラニオンにより支持されており、トラニオンが油圧アクチュエータにより図の紙面に垂直の方向にディスクに対し偏倚されることにより、ローラにはこれをディスクに対し偏向させる力が作用し、これによってディスクに対するローラの偏向が行われ、各ローラと入力側ディスクおよび出力側ディスクの間の接触部のディスク中心軸線に対する半径の比が変化し、これによって入力側ディスクに対する出力側ディスクの回転数の比、即ち変速比が変えられるようになっている。
【０００９】
かかるディスク／ローラ型無段変速機に於いては、一対のディスク１０ａ、１０ｂ或いは１０ｃ、１０ｄと一対のローラ１４ａ、１４ｂ或いは１４ｃ、１４ｄの互いに他に対し転動する面の間には、図には示されていない給油手段により駆動油（トラクションオイル）が供給されている。かかる駆動油がディスクとローラの当接面間に介在するとき両当接面間に得られるトラクション係数は、駆動油の温度が上昇するのに伴って低下するので、ディスクとローラの間に所定の回転力を伝達するためには、一対のディスクによるローラの挟圧力は、駆動油の温度上昇に伴って高められなければならない。
【００１０】
この点に鑑み、下記の特許文献１には、ディスク間にローラを挟み込む挟圧力を機械式の第一の押圧装置と油圧式の第二の押圧装置とにより発生させ、駆動油の温度を示す信号に応じて第二の押圧装置に対する油圧を制御することが提案されており、また、下記の特許文献２には、駆動油の温度を検出する油温センサが異常であるか否かを判定する油温センサ異常判定手段を設け、油温センサの異常が判定されたときにはローラに対するディスクの挟圧力を増大させることが提案されている。
【特許文献１】
特開平１０−２８１２６９
【特許文献２】
特開２００１−３３０１３４
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の如きディスク／ローラ型無段変速機に於ける駆動油温度に関連したローラに対するディスク挟圧力の制御を、駆動油温度検出手段の故障によりディスクやローラの作動面が過大滑りにより大きく損傷されることが確実に防止されるように行なうディスク／ローラ型無段変速機の作動制御装置を提供することを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するものとして、本発明は、軸線に沿って半径が変化する作動面を備えた一対のディスクと、前記一対のディスクの作動面を同軸に対向させた間に押し挟まれた一対のローラとを有し、前記一対のローラを介して前記一対のディスク間に回転力を伝達し、前記一対のディスクに対する前記一対のローラの傾動角の変化に応じて前記一対のディスク間に伝達される回転力の変速比が変化し、前記一対のディスクと前記一対のローラの互いに他に対し転動する面の間には駆動油が供給されており、前記一対のディスク間に前記一対のローラを押し挟む挟圧力は前記駆動油の温度に応じて制御されるディスク／ローラ型無段変速機の作動制御装置にして、前記駆動油の温度に関する信号が得られなくなったとき該温度を所定の高温値に設定して前記挟圧力を制御するようになっていることを特徴とする作動制御装置を提案するものである。
【００１３】
この場合、作動制御装置は、前記所定の高温値を該駆動油にとってあり得ると推定される最高温度値とするようになっていてよい。
【００１４】
【発明の作用及び効果】
この種のディスク／ローラ型無段変速機に於いて、ディスクおよびローラの作動面を最も傷つけるのは、ローラに対するディスク挟圧力の不足により両者の当接面間に大きな滑りが生ずることであるが、かといってローラに対するディスク挟圧力を必要以上に大きくすることは、ディスクとローラの接触に於ける接触応力を増大させ耐久寿命を低下させるだけでなく、ディスクおよびローラの回転に対する抵抗力を増大させ、変速装置の作動効率を低下させる。そこで、駆動油の温度が正確に検出される限り、ディスク挟圧力は、駆動油の温度に対応してディスクとローラ間の当接面間に得られるトラクション係数に基づき必要最小限度の大きさとされるのが理想的である。
【００１５】
しかし、駆動油の油温センサに故障が生じた以上は、ディスクおよびローラの作動面を損傷から確実に保護するためには、故障を生じた油温センサは挟圧力制御から完全に排除され、ディスク挟圧力の制御はディスクおよびローラの作動面を損傷から保護することに集中して行われるのが好ましい。一方、油の温度を検出する類の油温センサに生ずる故障は、通常検出信号が現れなくなることである。そこで、駆動油の温度に関する信号が得られなくなったときには、作動制御装置は、駆動油の温度検出に無関係に駆動油の温度を所定の高温値に設定してディスク挟圧力を制御するようになっていれば、それ迄行っていたディスク挟圧力の制御に於ける駆動油の温度値を単に油温センサからの信号による値に代えて所定値に置き換えるという極めて簡単で且つ極めて迅速に行なえる操作により、駆動油の油温センサが故障したとき最も危険なディスクおよびローラの作動面の損傷という事態の発生を確実に防止することができる。
【００１６】
この場合、前記所定の高温値は該駆動油にとってあり得ると推定される最高温度値とされれば、該推定の精度を可及的に向上させることによって、油温センサ故障時に於けるディスク挟圧力の緊急制御時にも、ディスクおよびローラの損傷を確実に回避し、耐久寿命を確保しつつ、ディスク／ローラ型無段変速機の作動効率の低下を最小限度に抑えることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の作動制御装置にて制御されるディスク／ローラ型無段変速機による車輌駆動系の要部を示す構成図である。図に於いて、１は図３に示した如き従来のディスク／ローラ型無段変速機であり、その入力軸２はエンジン３の出力軸４より回転方向切換装置５を経て駆動され、変速された回転動力を出力軸６より出力し、図では省略されている差動歯車機構を経て同じく図では省略されている駆動輪を駆動するようになっている。７はマイクロコンピュータを備えた電子式車輌運転制御装置（ＥＣＵ）であり、車輌の運転に関する制御を総合的に制御する装置であるが、図１に示す範囲では、エンジン３よりその作動状態に関する信号、入力回転数センサ８よりディスク／ローラ型無段変速機の入力軸２の回転数に関する信号、出力回転数センサ９よりディスク／ローラ型無段変速機の出力軸６の回転数に関する信号、油温センサ１０よりディスク／ローラ型無段変速機に於けるディスクとローラの当接面に施される駆動油の温度に関する信号、およびその他の図には示されていない種々の制御端およびセンサより駆動油の温度に関する信号、その他の情報に関する信号を与えられ、所定の制御演算を行い、エンジン２、回転方向切換装置５およびディスク／ローラ型無段変速機１の作動を制御するようになっている。
【００１８】
電子式車輌運転制御装置７および油温センサ１０は、ディスク／ローラ型無段変速機１のための本発明による作動制御装置を構成する上で必須のハード的手段であるが、これらのハード的手段はもともとディスク／ローラ型無段変速機１が図示の車輌駆動系に於いて無段変速機として作動する上で必須の手段として本発明に係りなく予め設けられているものであり、本発明の実施に当たって図示の車輌駆動系に新たに追加されるのは、電子式車輌運転制御装置７に組み込まれるコンピュータプログラムである。
【００１９】
図２は、上述の如く実質的には電子式車輌運転制御装置７に組み込まれるプログラムである本発明の作動制御装置を、その一つの実施の形態について、その作動要領として示すフローチャートである。かかるフローチャートによる制御は、図１に示す駆動系を備えた車輌がそこに設けられた図には示されていないキースイッチの閉成により始動された瞬間から開始され、車輌の運行中継続して所定の周期にて繰り返し実行される。
【００２０】
制御が開始されると、ステップ１にてその都度必要なデータの新たな読み込みが行われる。次いで制御はステップ２へ進み、油温センサの出力があるか否かが判断される。
【００２１】
ステップ２の答がイエスであるときには、制御はステップ３へ進み、油温センサ１０の出力信号による駆動油の温度Ｔｆｔｓｅｎが駆動油の温度Ｔｔｆとして採用される。次いで制御はステップ４へ進み、ディスクとローラの当接部に於けるトラクション係数μｔｆの値がＴｔｆの値に基づいてある所定の関数値ｆ（Ｔｔｆ）として計算される。次いでステップ５にてμｔｆの値に基づいて図３に於けるアクチュエータ４２の如き手段が作動され、ローラに対するディスクの挟圧力が、μｔｆの値と各作動時に於ける伝達トルクの大きさに対する最適値に制御される。
【００２２】
一方、ステップ２の答がノーであるときには、制御はステップ６へ進み、駆動油の温度がその時電子式車輌運転制御装置７に得られている情報に基づき推定される最高値Ｔｔｆｍａｘとして求められ、次いでステップにてこのＴｔｆｍａｘが駆動油の温度Ｔｔｆとされる。これより制御はステップ４へ進み、このＴｔｆに基づき上記と同じくディスクとローラの当接部に於けるトラクション係数μｔｆの値がｆ（Ｔｔｆ）として計算され、このμｔｆの値と各作動時に於ける伝達トルクの大きさに基づいてローラに対するディスクの挟圧力が制御される。
【００２３】
以上に於いては本発明を一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の作動制御装置にて制御されるディスク／ローラ型無段変速機による車輌駆動系の要部を示す構成図。
【図２】本発明によるディスク／ローラ型無段変速機の作動制御装置をその一つの実施の形態についてその作動要領として示すフローチャート。
【図３】ディスク／ローラ型無段変速機の基本構造を半ば解図的縦断面にて示す図。
【符号の説明】
１…ディスク／ローラ型無段変速機、２…無段変速機入力軸、３…エンジン、４…エンジン出力軸、５…回転方向切換装置、６…無段変速機出力軸、７…電子式車輌運転制御装置、８…入力回転数センサ、９…出力回転数センサ、１０…油温センサ、１０ａ〜１０ｄ…ディスク、１２ａ〜１２ｄ…作動面、１４ａ〜１４ｄ…パワーローラ、１６…歯車、１８，２０…スプライン、２２…歯車、２４、２６、２８…ラジアル／スラスト軸受、３０…ハウジング、３２…連結軸，３４…スプライン、３６…ナット、３８…スプライン、４０…シリンダ、４２…油圧アクチュエータ、４４…油圧室、４６，４８…環状シール、５０…スプライン、５２…フランジ部、５４…入力軸、５６…ディスク、５８，６０…爪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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