(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト式の無段変速機構を備える無段変速装置であって、無段変速機構の出力側に、動力を伝達する状態と動力伝達を遮断する状態とに切換自在な切換機構を備えるものにおいて、エンジンのアイドリング状態を検出するアイドル検出手段と、切換機構が遮断状態に切換えられている状態でエンジンのアイドリング状態が検出されたときに無段変速機構の変速比を高速側に変更する制御手段とを備えることを特徴とする無段変速装置におけるアイドル振動低減装置。
【請求項２】
前記切換機構は、ニュートラルレンジとパーキングレンジとの両レンジでは遮断状態に保持されるように構成され、前記制御手段は、無段変速機構の変速比の高速側への変更値をニュートラルレンジとパーキングレンジとで異ならせるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速装置におけるアイドル振動低減装置。
【請求項３】
前記無段変速機構の入力側に、エンジンと無段変速機構との間での変速比を１よりも減速側に切換可能な変速比切換機構を設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速装置におけるアイドル振動低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車両用変速機に用いられる、ベルト式の無段変速機構を備える無段変速装置におけるアイドル振動低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の無段変速装置では、ベルト式無段変速機構と直列に発進クラッチを設け、ニュートラルレンジやパーキングレンジから走行レンジに切換えたとき、発進クラッチをオンして、駆動輪に動力を伝達し、以後、走行状態に応じて無段変速機構の変速比を変化させて、自動変速を行うように構成されている。
発進クラッチは、無段変速機の入力側、或いは、出力側に配置され（特開平３−８９０７１号公報、特開平６−１１７５３０号公報参照）、ニュートラルレンジやパーキングレンジでは、動力伝達を遮断すべくオフされる。
【０００３】
ところで、エンジンのアイドリング状態では振動や音が大きくなり、そのため、アイドル振動対策として、従来は、フライホイールの重量を増し、イナーシャの増加による共振周波数の減少でアイドル振動を低減するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、フライホイールの重量を増すと、変速装置の軽量コンパクト化を図る上で問題になり、そのため、フライホイールの重量を増すことなくアイドル振動を低減し得るようにすることが望まれている。
本発明は、ベルト式無段変速機構のプーリが持つマスに着目し、フライホイールの重量を増すことなくアイドル振動を低減し得るようにした装置を提供することをその目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明は、ベルト式の無段変速機構を備える無段変速装置であって、無段変速機構の出力側に、動力を伝達する状態と動力伝達を遮断する状態とに切換自在な切換機構を備えるものにおいて、エンジンのアイドリング状態を検出するアイドル検出手段と、切換機構が遮断状態に切換えられている状態でエンジンのアイドリング状態が検出されたときに無段変速機構の変速比を高速側に変更する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、切換機構が無段変速機構の出力側に設けられているため、切換機構が遮断状態に切換えられて無段変速装置がニュートラル状態になっても、無段変速機構の駆動プーリと従動プーリは継続して回転される。そして、無段変速機構の変速比を高速側に変更することにより、従動プーリの回転速度が上昇して等価慣性モーメントが大きくなり、共振周波数がアイドル回転周波数を大きく下回って、アイドル振動が低減される。
【０００７】
切換機構としては発進クラッチや前後進切換機構等を用いることができる。そして、ニュートラルレンジとパーキングレンジとの両レンジにおいて切換機構を遮断状態に保持し、該各レンジでのアイドリング状態で変速比を高速側に変更して、アイドリング振動を低減する。
【０００８】
ところで、発進はニュートラルレンジから走行レンジへの切換えで行われることが多く、ニュートラルレンジで変速比を高速側に大きく変更しておくと、変速比を発進に必要な低速レシオに変更するまでに時間がかかって発進の応答性が悪くなる。そのため、変速比の高速側への変更値をニュートラルレンジとパーキングレンジとで異ならせ、ニュートラルレンジでは変速比を高速側にあまり大きく変更しないようにすることが望ましい。
【０００９】
また、無段変速機構の入力側に、エンジンと無段変速機構との間での変速比を１よりも減速側に切換可能な変速比切換機構を設ける場合、変速比切換機構の変速比を減速側に切換えて発進する際は、無段変速機構のベルトを保護するため、無段変速機構の変速比を変速比切換機構の変速比の減速分だけ高速側に変更し、変速比切換機構によるトルクの増幅分をキャンセルすることが必要になる。この場合、ニュートラルレンジやパーキングレンジで無段変速機構の変速比を上記の如く高速側に変更しておけば、発進時に変速比切換機構の減速分をキャンセルする変速比に応答性良く変更でき、有利である。
【００１０】
尚、後記する実施形態において、上記アイドル検出手段に相当するのは図３、図４のＳ１〜Ｓ３のステップであり、上記制御手段に相当するのは図３のＳ４，Ｓ５のステップ及び図４のＳ４ａ，Ｓ５ａ，Ｓ４ｂ，Ｓ５ｂのステップであり、上記変速比切換機構に相当するのは図５の前後進切換機構７である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１はエンジン、２は無段変速装置であり、該変速装置２は、平行に配置した第１乃至第３の３本の軸３1，３2，３3を備え、第１軸３1をダンパ４を介してエンジン１に連結すると共に、第３軸３3をデフギア５を介して車両の駆動輪（図示せず）に連結している。
【００１２】
第１軸３1と第２軸３2との間にはベルト式の無段変速機構６が設けられている。該無段変速機構６は、第１軸３1に軸支した駆動プーリ６０と、第２軸３2に固定した従動プーリ６１と、両プーリ６０，６１に巻掛けしたベルト６２とで構成されており、各プーリ６０，６１の可動シーブ６０ａ，６１ａを押圧する油室６０ｂ，６１ｂの内圧を制御し、各プーリ６０，６１に対するベルト６２の巻回径を変化させて無段変速を行う。
【００１３】
無段変速機構６の入力側には、駆動プーリ６０を第１軸３1に連結する前後進切換機構７が設けられ、また、無段変速機構７の出力側には、第２軸３2を第３軸３3に連結する発進クラッチ８が設けられている。図中９はパーキングギアである。
【００１４】
前後進切換機構７は、第１軸３1に固定したサンギア７０と、第１軸３1に軸支したリングギア７１と、サンギア７０に噛合する第１遊星ギア７２1と、第１遊星ギア７２1とリングギア７１とに噛合する第２遊星ギア７２2と、両遊星ギア７２1，７２2を担持する、駆動プーリ６０に連結されるキャリア７３とを有するダブルピニオン式遊星ギア機構で構成されている。そして、キャリア７３を第１軸３1に連結する前進クラッチ７４と、リングギア７１の回転を制止する後進ブレーキ７５とを設け、前進クラッチ７４をオンしたときに駆動プーリ６０が正転されて、前進方向に動力が伝達され、後進ブレーキ７５をオンしたときに駆動プーリ６０が逆転されて、後進方向に動力が伝達されるようにしている。
【００１５】
前記各プーリ６０，６１の油室６０ｂ，６１ｂと発進クラッチ８と前進クラッチ７４と後進ブレーキ７５の油圧は図２に示す油圧回路により制御される。
【００１６】
油圧回路には、エンジン１で駆動される油圧ポンプ１０と、該ポンプ１０からの吐出圧を一定のライン圧に調圧するレギュレータバルブ１１と、ライン圧より低い所定のモジュレータ圧を出力するモジュレータバルブ１２と、モジュレータ圧を入力する第１と第２の２個のソレノイドバルブ１３1，１３2と、発進クラッチ８や前進クラッチ７４や後進ブレーキ７５にライン圧より低い所定のレデューシング圧を供給するクラッチレデューシングバルブ１４と、第１ソレノイドバルブ１３1からの出力圧を受けて発進クラッチ８の油圧を制御する第１調圧バルブ１５1と、第２ソレノイドバルブ１３2からの出力圧を受けて駆動プーリ６０の油圧６０ｂに入力する油圧を制御する第２調圧バルブ１５2と、車室内のシフトレバーの操作により後進用のＲ位置と、ニュートラル及びパーキング用のＮ−Ｐ位置と、前進用のＤ位置とに切換えられるマニアルバルブ１６とを備えている。
【００１７】
マニアルバルブ１６は、Ｒ位置で後進ブレーキ７５にレデューシング圧を入力すると共に前進クラッチ７４を排油ポート１６ａに接続し、Ｎ−Ｐ位置及びＤ位置で前進クラッチ７４にレデューシング圧を入力すると共に後進ブレーキ７５を排油ポート１６ｂに接続するように構成されている。かくて、Ｒ（後進）レンジでは後進ブレーキ７５がオンされ、Ｎ（ニュートラル）レンジとＰ（パーキング）レンジとＤ（前進）レンジでは前進クラッチ７４がオンされる。
【００１８】
第１、第２ソレノイドバルブ１３1，１３2は電子制御回路（ＥＣＵ）１７によって制御されるようになっている。ＥＣＵ１７には、シフトレバーにより選択されたレンジを検出するレンジ検出器１７ａと、エンジン１のスロットル開度θを検出するスロットルセンサ１７ｂと、エンジン１の回転速度Ｎｅを検出する回転センサ１７ｃと、車速Ｖを検出する車速センサ１７ｄとからの信号が入力されている。そして、Ｎ，Ｐレンジでは第１ソレノイドバルブ１３1により第１調圧バルブ１５1を介して発進クラッチ８をオフして動力伝達を遮断するニュートラル状態とし、Ｄ，Ｒレンジで発進クラッチ８をオンして動力伝達を行い、更に、Ｄ，Ｒレンジにおけるエンジン１のアイドリング状態では第１ソレノイドバルブ１３1により第１調圧バルブ１５1を介して発進クラッチ８の油圧をレデューシング圧よりも低圧にし、クリープ制御を行う。
【００１９】
従動プーリ６１の油室６１ｂには常時ライン圧が入力され、駆動プーリ６０の油室６０ｂに入力する油圧を第２ソレノイドバルブ１３2により第２調圧バルブ１５2を介して変化させることで無段変速機構６の変速比が可変される。そして、ＤレンジにおいてＥＣＵ１７により第２ソレノイドバルブ１３2を車速Ｖとスロットル開度θとに応じてデューティ制御し、第２ソレノイドバルブ１３2の出力圧を可変して無段変速を行う。
【００２０】
ところで、Ｎ，Ｐレンジでは、上記の如く前進クラッチ７４がオンされてるため駆動プーリ６０と従動プーリ６１とが回転しており、エンジン１のアイドリング状態で無段変速機構６の変速比を高速側に変更して、アイドル振動を低減し得るようにしている。その詳細は図３に示す通りであり、Ｓ１のステップで車速Ｖが所定値Ｖｓ以下か否か、Ｓ２のステップでスロットル開度θが所定値θｓ以下か否か、Ｓ３のステップでエンジン回転速度Ｎｅが所定値Ｎｅｓか否かを判別し、Ｖ≦Ｖｓ，θ≦θｓ，Ｎｅ≦Ｎｅｓの３条件が成立したときアイドリング状態と判断する。
【００２１】
そして、アイドリング状態のときはＳ４のステップに進んで現在のレンジがＮレンジ又はＰレンジであるか否かを判別し、Ｎ，ＰレンジであればＳ５のステップに進んで変速比（入力／出力）を高速側の値（例えば０．７）に設定する。このように変速比を高速側にすると、従動プーリ６１の回転速度が上昇して等価慣性モーメントが大きくなり、共振周波数がアイドル回転周波数を大きく下回って、アイドル振動が低減される。
【００２２】
尚、アイドリング状態でないときや、Ｎ，Ｐレンジでないときは、Ｓ６のステップに進んで変速比を変速マップに従った通常の値に設定する。
【００２３】
ところで、発進はＮレンジからＤ，Ｒレンジへの切換えで行われることが多く、Ｎレンジで変速比を高速側に大きく変更しておくと、変速比を発進に必要な低速レシオに変更するまでに時間がかかり、発進の応答性が悪くなる。
【００２４】
そこで、図４に示すものでは、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のステップでＶ≦Ｖｓ，θ≦θｓ，Ｎｅ≦Ｎｅｓと判別されたとき、即ち、アイドリング状態のとき、先ずＳ４ａのステップでＰレンジか否かを判別し、ＰレンジであればＳ５ａのステップに進んで変速比を例えば０．７に設定し、ＰレンジでなければＳ４ｂのステップに進んでＮレンジか否かを判別し、ＮレンジであればＳ５ｂのステップに進んで変速比をＰレンジでの値よりも低速の値、例えば、１．０に設定するようにした。これによれば、ＮレンジからＤ，Ｒレンジへの切換えによる発進時の低速レシオへの変更に要する時間が短くなり、発進の応答性が向上する。
【００２５】
尚、上記実施形態では、無段変速機構６の入力側に設ける前後進切換機構７をダブルピニオン式遊星ギア機構で構成したが、この前後進切換機構７を、図５に示すように、サンギア７０とリングギア７１とに噛合する遊星ギア７２を備えるシングルピニオン式遊星ギア機構で構成しても良い。このものでは、リングギア７１を駆動プーリ６０に連結し、キャリア７３を第１軸３1に軸支している。そして、前進クラッチ７４によりリングギア７１を第１軸３1に連結したときに前進方向に動力が伝達され、後進ブレーキ７５によりキャリア７３の回転を制止したときに後進方向に動力が伝達されるようにしている。他の構成は上記実施形態のものと同一であり、油圧回路も図２と同一であって、Ｎ，Ｐレンジにおけるエンジン１のアイドリング状態で図３または図４に示すように無段変速機構６の変速比を高速側に変更する。
【００２６】
ところで、シングルピニオン式遊星ギア機構を用いた前後進切換機構７は、後進時の該機構７の変速比を１よりも減速側（例えば１．５）にしか設定できない。そのため、後進時にはエンジン１の出力トルクが前後進切換機構７で増幅されて無段変速機構６に入力されることになる。そこで、後進発進時は、ベルト６２を保護するため、無段変速機構６の変速比を前後進切換機構７の変速比の減速分だけ高速側に変更し、前後進切換機構７によるトルクの増幅分をキャンセルしている。
【００２７】
この場合、Ｎ，Ｐレンジで上記の如く無段変速機構６の変速比を高速側に変更しておけば、Ｎ，ＰレンジからＲレンジへのインギアに際し、前後進切換機構７の減速分をキャンセルする変速比にまで変更するのに要する時間が短縮される。
【００２８】
また、無段変速機構６の入力側に、前進２段の変速機能を有する前後進切換機構を設ける場合にも、前後進切換機構を前進低速段にして発進する際は無段変速機構６の変速比を高速側に変更する必要がある。そして、Ｎ，Ｐレンジで無段変速機構６の変速比を上記の如く高速側に変更しておけば、Ｎ，ＰレンジからＤレンジへのインギアに際し、前進低速段による減速分をキャンセルする変速比に応答性良く変更でき、有利である。
【００２９】
以上、発進クラッチ８を無段変速機構６の出力側に設けて、Ｎ，Ｐレンジで発進クラッチ８をオフすることにより無段変速装置２をニュートラル状態にするようにした実施形態について説明したが、図６に示すように、無段変速機構６の入力側に発進クラッチ１８、出力側に前後進切換機構１９を設け、Ｎ，Ｐレンジで発進クラッチ１８をオンしたまま前後進切換機構１９を動力伝達を遮断する状態に切換え、アイドリング状態において変速比を上記の如く高速側に変更するようにしても良い。
【００３０】
図６の実施形態における前後進切換機構１９は、第２軸３2と第３軸３3との間に並設した左側の前進ギア列１９０と右側の後進ギア列１９１及び両ギア列１９０，１９１を選択的に確立するセレクタ１９２とで構成されている。前進ギア列１９０は、第２軸３2に軸支した駆動ギア１９０ａと、第３軸３3に固定した従動ギア１９０ｂとで構成され、また、後進ギア列１９１は、第２軸３2に軸支した駆動ギア１９１ａと、第３軸３3に固定した従動ギア１９１ｂと、両ギア１９１ａ，１９１ｂ間に介設したアイドルギア１９１ｃとで構成される。そして、セレクタ１９２を第２軸３2上で左方の前進位置と右方の後進位置とに切換自在とし、前進位置への切換えで前進ギア列１９０の駆動ギア１９０ａをセレクタ１９２を介して第２軸３2に連結して前進ギア列１９０を確立し、後進位置への切換えで後進ギア列１９１の駆動ギア１９１ａをセレクタ１９２を介して第２軸３2に連結して後進ギア列１９１を確立する。図中１９３はパーキングギアである。
【００３１】
図７は図６の実施形態に適用される油圧回路を示している。図７の油圧回路においても図２の油圧回路と同様に、油圧ポンプ１０と、レギュレータバルブ１１と、モジュレータバルブ１２と、第１と第２の２個のソレノイドバルブ１３1，１３2と、クラッチレデューシングバルブ１４と、第１ソレノイドバルブ１３1の出力圧を受けて発進クラッチ１８の油圧を制御する第１調圧バルブ１５1と、第２ソレノイドバルブ１３2の出力圧を受けて駆動プーリ６０の油室６０ｂに入力する油圧を制御する第２調圧バルブ１５2とが設けられている。また、マニアルバルブ２０も設けられているが、図２のマニアルバルブ１６とは構造が異なっている。そして、マニアルバルブ２０によって制御されるセレクタ１９２用の油圧サーボ２１が設けられている。
【００３２】
油圧サーボ２１は、セレクタ１９２に係合するシフトフォーク２１ａに連結される第１ピストン２１ｂと、第１ピストン２１ｂに対向するストッパ用の第２ピストン２１ｃとを内蔵しており、該サーボ２１内に第１ピストン２１ｂを第２ピストン２１ｃ側に押圧する第１油室２１ｄと、第２ピストン２１ｃを第１ピストン２１ｂ側に押圧する第２油室２１ｅと、両ピストン２１ｂ，２１ｃ間の第３油室２１ｆとを画成し、更に、第１油室２１ｄに比較的弱いばね２１ｇと、第２油室２１ｅに比較的強いばね２１ｈとを縮設した。そして、第２ピストン２１ｃの第１ピストン２１ｂ側への移動を油圧サーボ２１の内面の段差から成るストッパ部２１ｉにより中間位置で規制し得るようにし、該中間位置に存する第２ピストン２１ｃに第１ピストン２１ｂが当接したとき、セレクタ１９２が前進位置と後進位置の中間の中立位置に切換保持されるようにした。
【００３３】
マニアルバルブ２０は、Ｎ−Ｐ位置において第１乃至第３油室２１ｄ，２１ｅ，２１ｆを夫々排油ポート２０ａ，２０ｂ，２０ｃに接続し、Ｒ位置において第１油室２１ｄにレデューシング圧を入力すると共に第２，第３油室２１ｅ，２１ｆを夫々排油ポート２０ｂ，２０ｃに接続し、Ｄ位置において第１油室２１ｄを排油ポート２０ａに接続すると共に第２，第３油室２１ｅ，２１ｆにレデューシング圧を入力するように構成されている。かくて、Ｎ−Ｐ位置では、第２ピストン２１ｃがばね２１ｈの力で中間位置に保持され、第１ピストン２１ｂが第２ピストン２１ｃに当接してセレクタ１９２が中立位置となり、前後進切換機構１９は動力伝達を遮断する状態になる。Ｒ位置では、第１油室２１ｄに入力されるレデューシング圧により第１ピストン２１ｂが第２ピストン２１ｃを押動しつつ右動してセレクタ１９２が後進位置に切換えられ、前後進切換機構１９は後進状態になる。Ｄ位置では、第２油室２１ｅに入力されるレデューシング圧により第２ピストン２１ｃが中間位置に強制保持され、第３油室２１ｆに入力されるレデューシング圧により第１ピストン２１ｂが左動してセレクタ１９２が前進位置に切換えられ、前後進切換機構１９は前進状態になる。
【００３４】
このように、Ｎ，Ｐレンジでは前後進切換機構１９が動力伝達を遮断する状態になるため、発進クラッチ１８をＮ，Ｐレンジでオンし、駆動プーリ６０と従動プーリ６１とを回転させても無段変速装置２はニュートラル状態になる。従って、Ｎ，Ｐレンジにおけるアイドリング状態で無段変速機構６の変速比を上記の如く高速側に変更して、アイドル振動を低減することができる。尚、Ｎ，Ｐレンジでの非アイドリング状態では第１ソレノイドバルブ１３1により第１調圧バルブ１５1を介して発進クラッチ１８をオフする。
【００３５】
以上、無段変速機６の出力側に設ける、動力を伝達する状態と動力伝達を遮断する状態とに切換自在な切換機構を発進クラッチ８で構成した実施形態と、前後進切換機構１９で構成した実施形態について説明したが、高低速切換機構等の他の機構で上記切換機構を構成する場合にも同様に本発明を適用できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ベルト式無段変速機構の従動プーリの高速回転で等価慣性モーメントが増加するため、フライホイールの重量を増すことなくアイドル振動を低減でき、無段変速装置の軽量コンパクトを図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明装置を適用する無段変速装置の一例を示すスケルトン図
【図２】  図１の無段変速装置の油圧回路を示す図
【図３】  変速制御の一例を示すフロー図
【図４】  変速制御の他の例を示すフロー図
【図５】  本発明装置を適用する無段変速装置の他の例を示すスケルトン図
【図６】  本発明装置を適用する無段変速装置の更に他の例を示すスケルトン図
【図７】  図６の無段変速装置の油圧回路を示す図
【符号の説明】
１  エンジン              ２  無段変速装置
６  無段変速機構          ８  発進クラッチ（切換機構）
１７  ＥＣＵ              １９  前後進切換機構（切換機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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