(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイド弁を作動する電磁ソレノイドをｄｕｔｙ制御する電磁ソレノイド制御装置において、ＰＷＭ制御回路の分解能により制限される前記電磁ソレノイドの整数である分解能について、少なくとも車速、アクセル開度、エンジン回転数のうち１つ以上から定められる目標制御値に応じて零から前記電磁ソレノイドの分解能の２倍の整数値を最大値として選択し、選択された前記整数値が偶数値であれば、前記偶数値の二分の一をｄｕｔｙ制御値として出力し、また、選択された前記整数値が奇数値であれば、前記奇数値の前後の偶数値の二分の一をそれぞれｄｕｔｙ制御値として設定し、設定された２つの前記ｄｕｔｙ制御値を交互に出力して前記電磁ソレノイドをｄｕｔｙ駆動制御することを特徴とする無段変速機用電磁ソレノイド制御装置。
【請求項２】
対向して配置された入力ディスクと出力ディスク、前記両ディスクに対する傾転角度の変化に応じて前記入力ディスクの回転を無段階に変速して前記出力ディスクに伝達するパワーローラ、前記パワーローラを回転自在に支持する傾転軸方向に変位可能なトラニオン、前記トラニオンを前記傾転軸方向に変位させる油圧シリンダ、前記油圧シリンダへの油圧を制御する制御弁、前記制御弁に設けた変速比を設定するスリーブ、及び前記スリーブを変位させる作動油を前記制御弁に供給するため作動されるソレノイド弁を具備し、前記ソレノイド弁は請求項１に記載の前記電磁ソレノイド制御装置における前記電磁ソレノイドの出力によって作動されることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電磁ソレノイド制御装置及びそれを用いたトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、トロイダル型無段変速機は、図２に示すようなトロイダル変速部１を備えている。トロイダル型無段変速機のトロイダル変速部１は、対向して配置された入力ディスク２と出力ディスク３、両ディスク２，３に対する傾転角度の変化に応じて入力ディスク２の回転を無段階に変速して出力ディスク３に伝達する一対のパワーローラ４（一方のみ図示）、及びパワーローラ４をそれぞれ回転自在に支持し且つ傾転軸５の回りに傾転可能な一対のトラニオン６（一方のみ図示）から構成されている。
【０００３】
通常、トラニオン６は、ある変速比において中立位置にある。即ち、トラニオン６は入力ディスク２及び出力ディスク３の回転中心線Ａ−Ａとパワーローラ４の回転中心線Ｂ−Ｂが交叉する位置（＝中立位置）にある。変速はトラニオン６を中立位置から傾転軸５の軸方向に変位させることによって行われる。トラニオン６が傾転軸方向に変位すると、それに伴ってトラニオン６はその変位方向と変位量に応じた向きと速さで傾転軸５の回りに傾転し、入力ディスク２とパワーローラ４との接触点が描く半径と出力ディスク３とパワーローラ４との接触点が描く半径との比が変化することによって変速が行われる。
【０００４】
トロイダル型無段変速機は、例えば、パワーローラ４の傾転駆動を制御弁１０によって行われる。制御弁１０は、電磁ソレノイド制御装置によって駆動され、従来から種々のものが知られているが、例えば、図２に示すように、弁ケース１２に形成された孔内に摺動自在に配置されたスリーブ１１、スリーブ１１内に摺動自在に挿通されたスプール１３、トラニオン６と一体に変位してスプール１３を軸方向に変位させるプリセスカム１８、スプール１３とスリーブ１１とが軸方向へ相対変位することにより油圧が供給又は排出されてトラニオン６を傾転軸５方向に変位せしめる油圧シリンダ８、スリーブ１１を軸方向に変位させるため作動油を供給するため作動されるソレノイド弁２１、ソレノイド弁２１を作動するため、ソレノイド弁２１を電磁駆動する電磁ソレノイド１９、電磁ソレノイド１９に目標変速比に応じた制御信号を送るコントローラ２０を備えている。
【０００５】
また、スプール１３はスリーブ１１内に摺動自在に配置され、リターンスプリング１６がスリーブ１１とスプール１３との間に設けられている。スプール１３の一端にはリターンスプリング１６に当接し、スプール１３がばね力で右方向に付勢され、スプール１３の他端には枢着されたレバー１７の一端が当接し、レバー１７の他端は傾転軸５の先端に取り付けられたプリセスカム１８に当接している。このため、スプール１３は、トラニオン６が傾転軸５の軸方向に変位したり、或いは傾転軸５の回りに回動することによって軸方向に変位する。
【０００６】
電磁ソレノイド１９はソレノイド弁２１を電磁駆動し、ソレノイド弁２１の開閉駆動によってスリーブ１１の端部に作用する油圧の大きさが制御される。ソレノイド弁２１はコントローラ２０からの出力信号に基づいてスリーブ１１の左端へ作用する圧力Ｐｓの大きさを制御する。スプール１３はプリセスカム１８を介してパワーローラ４を支持するトラニオン６に連結され、トラニオン６の傾転角及び傾転軸５の方向の変位の合成値に対応した位置に保持される。ソレノイド弁２１は、コントローラ２０からの信号に基づいてスリーブ１１の左端に作用する圧力Ｐｓを出力し、圧力Ｐｓの作用でスリーブ１１は右方向へ押され、左方向にはリターンスプリング１５によりスリーブ１１は押され、スリーブ１１に加わる力の釣り合う位置にスリーブ１１は制御される。従って、電磁ソレノイド１９で駆動されるソレノイド弁２１を介して油圧がスリーブ１１の左端に作用すると、スリーブ１１は油圧Ｐｓとリターンスプリング１５の力が釣り合う位置まで移動する。
【０００７】
制御弁１０における電磁ソレノイド制御装置において、コントローラ２０はソレノイド弁２１の電磁ソレノイド１９へ目標変速比に応じた出力信号を送る。即ち、図３の処理フロー図に示すように、電磁ソレノイド制御がスタートし、メインルーチンで変速情報を基に目標変速比ｅ0 が算出される（ステップ２１）。目標変速比ｅ0 が算出されると、コントローラ２０は算出した目標変速比ｅ0 に応じたｄｕｔｙ（デューティ）を算出する（ステップ２２）。ｄｕｔｙが算出されると、該算出したｄｕｔｙをソレノイド弁１９へ出力する（ステップ２３）。次いで、電磁ソレノイド制御は、再びメインルーチンのスタートへ戻る（ステップ２４）。
【０００８】
次に、このトロイダル型無段変速機の変速時の作動について説明する。以下、減速側へ変速する場合について図２を参照しながら説明する。
（１）コントローラ２０からの信号でソレノイド弁１９が作動し、圧力Ｐｓが管路１４を通じてスリーブ１１の左端に作用し、スリーブ１１は図２の状態よりも右側へ移動する。スリーブ１１とスプール１３との相対位置が変化し、Ｐｄ回路とＰＬ回路との連通路が開いて油圧源から管路９ｂを通じて減速側シリンダ室８ｂへライン圧ＰＬが供給され、一方、Ｐｕ回路とドレン回路との連通路が開いて増速側シリンダ室８ａの油圧は管路９ａを通じてタンクへドレンされ、その結果、（Ｐｄ回路の油圧）＞（Ｐｕ回路の油圧）となり、トラニオン６は下向きにオフセットする。この時、パワーローラ４はサイドスリップ力によって傾転軸５を中心に矢印ｄｏｗｎの方向へ傾転を開始する。
（２）パワーローラ４が傾転するに従って、スプール１３はパワーローラ４の傾転軸方向変位と傾転角の合成値分だけ図２において右側へシフトし、Ｐｄ回路とＰＬ回路との連通路、及びＰｕ回路とドレン回路との連通路が絞られ、スリーブ１１とスプール１３との相対位置が中立状態になったところで、ＰｄとＰｕとは等しくなる。
（３）しかし、パワーローラ４は、上記状態では依然として、傾転軸方向にオフセットしたままであるから、サイドスリップ力により傾転を続ける。その結果、スプール１３はスリーブ１１との中立位置よりも右側へ移動し、逆にＰｄ回路とドレンとの連通路、及びＰｕ回路とＰＬ回路との連通路が開き、（Ｐｄ回路の油圧）＜（Ｐｕ回路の油圧）となり、トラニオン６は上向きに変位し、パワーローラ４の傾転軸方向変位が小さくなり、それに伴ってサイドスリップ力も弱まり、傾転速度が低下する。
（４）トラニオン６が中立位置を中心に上下に往復運動を繰り返すうちに、振幅が小さくなっていき、パワーローラ４の傾転軸方向変位が零でスプール１３の位置がスリーブ１１に対して中立となったところで変速が終了する。
【０００９】
従来、分解能を増大させるリニアパルスモータとして、特開昭６３−１１０５８号公報に開示されたものがある。該リニアパルスモータは、そのスケール上に微動機構を２段に重ねて搭載することにより、スケールの動作分解能を増大するのである。また、特開平２−２１０６３号公報に開示された自動変速機の油圧制御装置は、クラッチ機構の作動途中では、減圧手段で油圧を低い設定値まで減圧し、この油圧をデューティ制御してクラッチ圧を調整すると共に、作動終了後は高油圧に戻すことにより、変速ショックの低減を図るのである。更に、実開平２−１３１０９１号公報に開示された可変容量ポンプ／モータの容量制御装置は、可変容量ポンプの高速制御と高分解能とを同時に可能にするものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記トロイダル型無段変速機では、変速比の分解能はソレノイド弁２１へ出力される信号の分解能に依存するが、この信号を出力する装置、即ち、ソレノイド弁駆動回路は、信頼性が高く、コストも安いこと等から、ＰＷＭ制御回路を用いることが一般的である。ところが、一般的なＰＷＭ制御回路は、その分解能が１／１００程度であるので、変速比の分解能は１／１００以下に制限されてしまい、よりきめ細かい変速制御を行うことができない。また、分解能がより高いＰＷＭ（パルス幅変調）制御回路も知られているが、ＰＷＭ制御回路が高価になり、ＰＷＭ制御の利点が減じてしまう。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、上記の問題を解決することであり、従来ある目標変速比に対応するソレノイド弁駆動回路からの出力信号が時間に対して変化しないのに対して、目標変速比に対応する比率でソレノイド弁駆動回路からの出力信号を変化させることで、ソレノイド弁駆動回路の分解能を超える分解能でソレノイド弁を駆動する電磁ソレノイド制御装置を提供すると共に、電磁ソレノイド制御装置として分解能が１／１００程度の安価なものを用いてより高い分解能で変速比を制御できるトロイダル型無段変速機を提供することである。
【００１２】
この発明は、ソレノイド弁を作動する電磁ソレノイドをｄｕｔｙ制御する電磁ソレノイド制御装置において、ＰＷＭ制御回路の分解能により制限される前記電磁ソレノイドの整数である分解能について、少なくとも車速、アクセル開度、エンジン回転数のうち１つ以上から定められる目標制御値に応じて零から前記電磁ソレノイドの分解能の２倍の整数値を最大値として選択し、選択された前記整数値が偶数値であれば、前記偶数値の二分の一をｄｕｔｙ制御値として出力し、また、選択された前記整数値が奇数値であれば、前記奇数値の前後の偶数値の二分の一をそれぞれｄｕｔｙ制御値として設定し、設定された２つの前記ｄｕｔｙ制御値を交互に出力して前記電磁ソレノイドをｄｕｔｙ駆動制御することを特徴とする無段変速機用電磁ソレノイド制御装置に関する。
【００１３】
更に、この発明は、対向して配置された入力ディスクと出力ディスク、前記両ディスクに対する傾転角度の変化に応じて前記入力ディスクの回転を無段階に変速して前記出力ディスクに伝達するパワーローラ、前記パワーローラを回転自在に支持する傾転軸方向に変位可能なトラニオン、前記トラニオンを前記傾転軸方向に変位させる油圧シリンダ、前記油圧シリンダへの油圧を制御する制御弁、前記制御弁に設けた変速比を設定するスリーブ、及び前記スリーブを変位させる作動油を前記制御弁に供給するため作動されるソレノイド弁を具備し、前記ソレノイド弁は請求項１に記載の前記電磁ソレノイド制御装置における前記電磁ソレノイドの出力によって作動されることを特徴とするトロイダル型無段変速機に関する。
【００１４】
この発明による電磁ソレノイド制御装置は、上記のように構成されているので、低い分解能の電磁ソレノイドを用いながら、コントローラによって出力信号を切り換え制御することによって高い分解能の電磁ソレノイドを用いたと同等の効果を確保できる。また、このトロイダル型無段変速機は、作動油を供給制御するソレノイド弁を上記電磁ソレノイド制御装置を用いて行ったので、分解能が１／１００程度の安価な電磁ソレノイド制御装置によって高い分解能で変速比を制御することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明による電磁ソレノイド制御装置及びそれを適用したトロイダル型無段変速機の実施例について説明する。図１は電磁ソレノイド制御装置の一実施例を示す処理フロー図である。
【００１６】
この発明による電磁ソレノイド制御装置は、電磁ソレノイド１９をｄｕｔｙ駆動制御するものであり、目標制御値より零から電磁ソレノイド１９の分解能の２倍の整数値を最大値として選択し、選択された整数値が偶数値であれば、該偶数値の二分の一をｄｕｔｙ制御値として出力し、また、選択された整数値が奇数値であれば、該奇数値の前後の偶数値の二分の一をそれぞれｄｕｔｙ制御値として設定し、設定された２つのｄｕｔｙ制御値を交互に出力して電磁ソレノイド１９がｄｕｔｙ駆動制御されるものである。
【００１７】
また、この電磁ソレノイド制御装置は、図２に示すトロイダル型無段変速機におけるソレノイド弁２１を駆動するのに適用できる。このトロイダル型無段変速機は、対向して配置された入力ディスク２と出力ディスク３、両ディスク２，３に対する傾転角度の変化に応じて入力ディスク２の回転を無段階に変速して出力ディスク３に伝達するパワーローラ４、パワーローラ４を回転自在に支持する傾転軸５方向に変位可能なトラニオン６、トラニオン６を傾転軸５方向に変位させるためピストン７を移動させる油圧シリンダ８（８ａ，８ｂ）、油圧シリンダ８への油圧を制御する制御弁１０、及び制御弁１０を変位させる作動油を制御弁１０に供給するため作動されるソレノイド弁２１を具備し、ソレノイド弁２１が電磁ソレノイド１９の出力によって作動されるものである。
【００１８】
この電磁ソレノイド制御装置の作動について、図１を参照して説明する。この実施例の電磁ソレノイド制御装置は、トロイダル型無段変速機における電磁ソレノイド１９に適用した実施例を示し、分解能が１／１００のソレノイド駆動回路において分解能が１／２００と同等の分解能で変速比を制御するものである。メインの制御ルーチンで目標変速比ｅ０が車速、アクセル開度、エンジン回転数等で決まると（ステップ１）、コントローラ２０は目標変速比ｅ０に応じた０から２００の整数ｎを求める（ステップ２）。次いで、整数ｎが偶数であるか、又は奇数であるかを判定し（ステップ３）、整数ｎが偶数であるならば、ｎ／２に対応する出力信号ｄｕｔｙを決定し（ステップ４）、その出力信号ｄｕｔｙをソレノイド弁２１を作動する電磁ソレノイド１９へ出力する（ステップ５）。次いで、メインの制御ルーチンへ戻る（ステップ９）。
【００１９】
また、ステップ３の処理において、整数ｎが奇数であるならば、（ｎ＋１）／２に対応する出力信号ｄｕｔｙＡと、（ｎ−１）／２に対応する出力信号ｄｕｔｙＢとをそれぞれ決定し（ステップ６）、出力信号ｄｕｔｙＡとｄｕｔｙＢとをソレノイド弁２１を作動する電磁ソレノイド１９へ交互に出力する（ステップ７，８）。次いで、メインの制御ルーチンへ戻る（ステップ９）。ここで、出力信号ｄｕｔｙＡ及びｄｕｔｙＢのｄｕｔｙ周期が２０ｍｓｅｃであれば、最初の２０ｍｓｅｃはｄｕｔｙＡ、次の２０ｍｓｅｃはｄｕｔｙＢが出力され、これに応じてソレノイド弁２１の出力圧力Ｐも、２０ｍｓｅｃ毎に出力圧力ＰＡとＰＢを繰り返すが、４０ｍｓｅｃ間の平均出力圧力はＰＡとＰＢの中間の圧力、即ち、（ＰＡ＋ＰＢ）／２となり、スリーブ１１の位置も出力信号ｄｕｔｙＡ及びｄｕｔｙＢに対応する位置の中間に制御される。
【００２０】
上記のように、この電磁ソレノイド制御装置は、分解能が１／１００のソレノイド弁２１の駆動回路で、スリーブ１１の位置を１／２００の分解能で制御したことと同等になり、従って、トロイダル型無段変速機の変速比の制御分解能もより高い１／２００の分解能で制御できることになる。
【００２１】
【発明の効果】
この発明による電磁ソレノイド制御装置及びそれを用いたトロイダル型無段変速機は、上記のように構成されているので、次のような効果を有する。即ち、この電磁ソレノイド制御装置は、上記のように、選択された整数値が偶数値に時にはその二分の一をｄｕｔｙ制御値とし、奇数値の時にはその前後の偶数値の二分の一をそれぞれｄｕｔｙ制御値として交互に出力し、電磁ソレノイドをｄｕｔｙ駆動制御するので、分解能が１／１００程度の安価な電磁ソレノイドを用いても、より高い分解能の電磁ソレノイドを用いたと同等の高精度のきめ細かい制御を行うことができる。従って、この電磁ソレノイド制御装置をトロイダル型無段変速機におけるスリーブを制御するソレノイド弁を駆動する電磁ソレノイドに適用した場合には、変速比を設定する前記スリーブの位置をよりきめ細かく駆動制御でき、それ故に、変速比をきめ細かく高精度に変速制御することができ、トロイダル型無段変速機自体ののコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるトロイダル型無段変速機の作動の一実施例を示す処理フロー図である。
【図２】このトロイダル型無段変速機における油圧制御装置を示す概略説明図である。
【図３】従来の電磁ソレノイド制御装置の作動を示す処理フロー図である。
【符号の説明】
２      入力ディスク
３      出力ディスク
４      パワーローラ
５      傾転軸
６      トラニオン
８      油圧シリンダ
１０    制御弁
１１    スリーブ
１９    電磁ソレノイド
２０    コントローラ
２１    ソレノイド弁
【図１】
0003743049.tif 000002
【図２】
0003743049.tif 000003
【図３】
0003743049.tif 000004