JPH06280951A - ベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベルト式無段変速機に変速機能のセルフチェ
ック機能を与える。 【構成】 この発明のベルト式無段変速機１は、固定フ
ランジ２３，６１と可動フランジ２５，６３との間に装
着したベルト３を介して連結された変速プーリ９，１１
と、可動フランジ６３を固定フランジ６１側に押圧して
ベルト３に張力を与えるばね８３と、ベルト張力に抗し
て可動フランジ２５を移動操作する変速操作手段５７
と、変速操作手段５７を介して変速比を制御すると共
に、変速比の指令値と実測値との差から変速機能の異常
をセルフチェックするコントローラ１９とを備えたこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ベルト式無段変速機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６４−４６０５６号公報に図６の
ようなエンジン補機駆動装置２０１が記載されている。
これはそれぞれの可動フランジ２０３，２０５と固定フ
ランジ２０７，２０９の間に装着されたベルト２１１を
介して連結された変速プーリ２１３，２１５によりエン
ジンの駆動力を補機に伝達するベルト式無段変速機２１
７と、可動フランジ２０５を移動操作し変速比を変える
油圧アクチュエータ２１９と、オイルポンプ２２１の油
圧を油圧アクチュエータ２１９に与える制御バルブ２２
３と、エンジン回転数の変動や補機の所要出力などに応
じて制御バルブ２２３の開度を調整するコントローラ２
２５などを備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ベルト２１１
の伸びや切断、オイルポンプ２２１から油圧アクチュエ
ータ２１９までの油圧系異常、可動フランジ２０３，２
０５の固着などが生じると、所定の変速比が得られず、
エンジンの高速回転域では過回転により補機が破損する
恐れがあるが、上記従来例にはこのような異常を検知す
る機能がない。

【０００４】そこで、この発明は、変速機能の異常を検
知して被駆動機の破損を未然に防止するベルト式無段変
速機の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のベルト式無段
変速機は、固定フランジと可動フランジ間のＶ溝に装着
されたベルトを介して連結されフランジ間隔変化に伴っ
て増速比を変える一対の変速プーリと、可動フランジを
固定フランジ側に押圧してベルトに張力を与えるばね
と、このベルト張力に抗して可動フランジを移動操作す
る変速操作手段と、この変速操作手段を介して前記変速
比を制御すると共に、変速比の指令値と実測値との差か
ら変速機能の異常をセルフチェックするコントローラと
を備えたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】コントローラは指令した変速比と実際の変速比
との差から、ベルトや可動フランジや油圧系などの異常
をセルフチェックし、異常を検知したら、例えばアラー
ムの発信やベルト式無段変速機の作動停止のような処置
により、被駆動機の破損などを回避する。

【０００７】

【実施例】図１ないし図５により一実施例の説明をす
る。図１は実施例のベルト式無段変速機１を示し、図３
ないし図５は変速機能の異常をセルフチェックするフロ
ーチャートである。又、左右の方向は図１での左右の方
向であり、符号を附していない部材等は図示されていな
い。

【０００８】図１のように、ベルト式無段変速機１はベ
ルト３を介して連結されケーシング７に収納された変速
プーリ９，１１と、増速歯車組１３と、オイルポンプ１
５と、制御バルブ１７と、コントローラ１９とを備えて
いる。

【０００９】入力側の変速プーリ９は、駆動軸２１と一
体の固定フランジ２３と、可動フランジ２５とを備えて
いる。駆動軸２１の外周にはハブ２７がスプライン連結
されており、可動フランジ２５はハブ２７との間に形成
されたトルクカム２９により駆動軸２１に対して相対回
転しながら軸方向移動可能に連結されている。フランジ
２３，２５間に形成されたＶ溝３１にはベルト３が装着
されている。駆動軸２１はベアリング３３，３５により
ケーシング７に支承されている。

【００１０】増速歯車組１３は、互いに噛合った大小の
歯車３７，３９からなり、大歯車３７はケーシング７に
両端を支持された軸４１にベアリング４３，４３を介し
て支承され、小歯車３９は駆動軸２１に固定されてい
る。小歯車３９とケーシング７との間にはシール４５が
配置されている。増速歯車組１３はエンジンからの駆動
力を増速し駆動軸２１に伝達する。

【００１１】ハブ２７には可動フランジ２５との間にＯ
リング４７を配置した隔壁４９が一体に形成され、この
隔壁４９と可動フランジ２５との間には油圧室５１が形
成されている。この油圧室５１には、ケーシング７と駆
動軸２１とを通して形成された油路５３と、オイルプラ
グ５５と、制御バルブ１７とを介しオイルポンプ１５か
らの制御油圧が供給され、可動フランジ２５を固定フラ
ンジ２３側へ移動操作する。これらのオイルポンプ１５
と制御バルブ１７と油圧室５１などにより変速操作手段
５７が構成されている。

【００１２】出力側の変速プーリ１１は、従動軸５９と
一体の固定フランジ６１と、可動フランジ６３とを備え
ている。従動軸５９の外周にはハブ６５がスプライン連
結されており、可動フランジ６３はハブ６５との間に形
成されたトルクカム６７により従動軸５９に対して相対
回転しながら軸方向移動可能に連結されている。各フラ
ンジ６１，６３間に形成されたＶ溝６９にはベルト３が
装着されている。

【００１３】従動軸５９はベアリング７１，７３を介し
てケーシング７に支承され、ケーシング７を貫通した左
端部にはプーリ７５が固定されている。このプーリ７５
は各溝７７，７９に装着されたベルトを介して冷凍庫用
のエアコンプレッサなどの補機側プーリに連結されてい
る。プーリ７５とケーシング７との間にはシール８１が
配置されている。

【００１４】変速プーリ１１の可動フランジ６３とハブ
６５との間には皿ばね８３（ばね）が配置され、可動フ
ランジ６３を固定フランジ６１側へ押圧し、ベルト３に
張力を与えている。

【００１５】変速プーリ９の左側には駆動軸２１と連動
して回転するオイルポンプ８５が配置され、ケーシング
７と従動軸５９とに形成された油路８７を介してオイル
ライン８９からオイルを送り、可動フランジ６３の摺動
部やトルクカム６７などを潤滑する。なお、トルクカム
２９，６７はトルク伝動によりベルト張力が急増したと
き各可動フランジ２５，６３を固定フランジ２３，６１
側に押圧してベルト３の滑りを防止する。

【００１６】コントローラ１９はデューティ比制御によ
り制御バルブ１７の開度を調節する。制御バルブ１７が
全開にされると制御油圧はドレンへ逃げて油圧室５１に
供給されない。この状態では変速プーリ１１のプーリピ
ッチ径Ｒ₂ は皿ばね８３の付勢力によって最大になると
共に、変速プーリ９のプーリピッチ径Ｒ₁ はベルト張力
を受けて最小になり、プーリ９，１１間の変速比は最大
（最減速状態）になる。又、制御バルブ１７の開度を小
さくすると油圧室５１の制御油圧が上昇し、可動フラン
ジ２５がベルト張力に抗して固定フランジ２３側へ移動
操作されてプーリピッチ径Ｒ₁ が大きくなると共にベル
ト張力により皿ばね８３に抗して可動フランジ６３が固
定フランジ６１から後退してプーリピッチ径Ｒが小さく
なり、変速比が小さくなって増速に向かう。

【００１７】制御バルブ１７の開度調整はコントローラ
１９によって行われ、変速プーリ９，１１間の変速比は
図２のグラフ９１，９３の間で制御される。グラフ９１
は変速比Ｈ＝０．５５の最増速の状態であり、グラフ９
３は変速比Ｈ＝２．０で最減速の状態である。又、グラ
フ９５は変速比Ｈ＝１．０で等速の状態であり、縦線の
グラフ９７はエンジン回転数の上限に対応する変速プー
リ９の回転数（Ｅmax）であり、横線のグラフ９９はエ
アコンプレッサの許容限界回転数（Ｃmax ）である。

【００１８】従って、グラフ９１，９３，９７に囲まれ
た範囲は変速プーリ９，１１の変速域であり、この変速
域内でグラフ９９の下側（横線で表示されている）は変
速機能が正常な場合のエアコンプレッサの変速域であ
り、グラフ９９の上側（斜線で表示されている）はエア
コンプレッサの過回転（オーバーラン）域である。

【００１９】次に、図３、図４、図５の各フローチャー
トにより、ベルト式無段変速機１の制御及び変速機能の
セルフチェックなどの各ステップを説明する。

【００２０】図３は車両のエンジンを起動する毎にコン
トローラ１９で行われるイニシャライズルーチンであ
る。

【００２１】ステップＳ１では、エンジン回転数を読込
む。

【００２２】ステップＳ２では、読込んだエンジン回転
数が４００rpm （アイドリング回転数）に達したか否か
を判定し、４００rpm 以下ならステップＳ３へ移行し、
４００rpm を超えていればステップＳ４へ移行する。

【００２３】ステップＳ３では、エンジン回転数が早く
４００rpm まで上昇するようにエンジン負荷を小さくす
る。そのために、コントローラ１９は制御バルブ１７を
全開（Ｄｕｔｙ＝１００％出力）にして油圧室５１の制
御油圧を抜き、変速比を最大（Ｈ＝２．０，最減速）す
る。その後、ステップＳ１へ戻る。

【００２４】ステップＳ４では、図５に示すセルフチェ
ックサブルーチンにより後述のように変速機能を診断
し、正常ならば図４のメインルーチンがスタートする。

【００２５】次に、図４によりメインルーチンの各ステ
ップを説明する。

【００２６】ステップＳ５では、変速プーリ９の回転数
（入力回転数Ｄｒ）と変速プーリ１１の回転数（出力回
転数Ｄｎ）の計測値を読込む。なお、Ｄｒ回転数はエン
ジン回転数に定数Ｋを掛けて求められ、Ｄｎ回転数は回
転数センサにより直接計測される。

【００２７】ステップＳ６では、Ｄｎ回転数がエアコン
プレッサの許容限界回転数の４５００rpm （図２のグラ
フ９９に相当）より小さいか否かを判定し、オーバーラ
ンチェックを行う。Ｄｎ回転数が４５００rpm 以上であ
るとオーバーラン状態でありステップＳ７へ移行し、４
５００rpm より小さければステップＳ８へ移行する。

【００２８】ステップＳ７では、エアコンプレッサの破
損を防止するために変速比Ｈを２．０にし、メインルー
チンの冒頭へ戻す。これは、オーバーランの原因が可動
フランジ２５，６３の固着（引っかかり）であれば、移
動操作を繰り返すことにより正常状態に復帰することが
あるからである。

【００２９】ステップＳ８では、変速比Ｈ＝Ｄｒ／Ｄｎ
を演算する。

【００３０】ステップＳ９では、演算された変速比が所
定範囲（０．５５〜２．０）内か否かを判定する。変速
比が所定範囲内にないとレシオ（変速比）異常であり図
５のセルフチェックサブルーチンへ移行して、後述のよ
うに異常箇所の確認と対処とを行う。

【００３１】ステップＳ１０では、冷凍庫の庫内温度を
一定に保つためにコントローラ１９内のマップから変速
比の指令値Ｓを読み込む。このＳはＤｎが図２のグラフ
９１，９３，９７の範囲内で０．５５から２．０の間で
指令される。

【００３２】ステップＳ１１では、指令値Ｓに対応する
Ｄｕｔｙ比が演算され、コントローラ１９による制御バ
ルブ１７の開度調整が行われ、スタートへ戻る。

【００３３】次に、図５によりセルフチェックサブルー
チンの各ステップを説明する。

【００３４】スタート後、先ず減速側のレシオチェック
が行われる。

【００３５】ステップＳ１２では、最減速（Ｈ＝２．
０）を指令し、タイマーをスタートさせる。タイマーは
変速が終了し状態を安定させるために２sec にセットさ
れている。

【００３６】ステップＳ１３では、タイマーが２sec を
過ぎたか否かを判定する。２sec 以下ならば再びこのス
テップＳ１３を繰り返し、２sec を超えたらステップＳ
１４へ移行する。

【００３７】ステップＳ１４では、変速比Ｈが２．１０
より小さいか否かを判定することによりベルト３に許容
できない伸びが発生しているか否かを診断する。ベルト
３が伸びるとＨが２．０より大きくなるから２．１０は
指令値２．０に許容値０．１を加算したものである。Ｈ
が２．１０以上であるとレシオ異常であるとしてステッ
プＳ１５へ移行し、Ｈが２．１０より小さければベルト
３の伸びは許容範囲内であると判定してステップＳ１６
へ移行する。

【００３８】ステップＳ１５では、ベルトの伸びは回復
しないからベルトに伸びが発生した旨のアラーム信号が
出力されてベルトの変換を促す。

【００３９】その後、ベルト式無段変速機１の制御と作
動とが停止される。

【００４０】ステップＳ１６では、変速比Ｈが１．９０
より大きいか否かを判定することにより、減速側で可動
フランジ２５，６３の固着が発生しているか否かを診断
する。１．９０は指令値２．０から許容値０．１を引い
たものであり、Ｈが１．９０以下であると可動フランジ
が固着したと判定してステップＳ１７へ移行し、Ｈが
１．９０より大きければステップＳ２０へ移行する。

【００４１】ステップＳ１７とＳ１８では可動フランジ
固着によるエアコンプレッサのオーバーランの可能性が
チェックされる。

【００４２】ステップＳ１７では、Ｈ＝２．０が指令さ
れる。

【００４３】ステップＳ１８では、Ｈが１．００より大
きいか否かを判定する。Ｈを１．０としたのは図２のグ
ラフ９５が示すように、Ｈが１．０であればエンジンの
回転数変動域（グラフ９７の左側）でエアコンプレッサ
の回転数がグラフ９９の許容限界回転数を超さないから
である。Ｈが１．００以下であればステップＳ１９へ移
行し、Ｈが１．００より大きいと減速側での可動フラン
ジ固着によるオーバーランが生じないから最初のステッ
プＳ１２へ戻る。

【００４４】ステップＳ１９では、Ｈが１．００以下の
範囲はグラフ９５の左上方でありエンジンの高回転数域
でエアコンプレッサがオーバーラン域に入る恐れがある
から、その旨のアラーム信号を出力する。

【００４５】その後、ベルト式無段変速機１の制御と作
動とが停止される。

【００４６】ステップＳ２０以下では増速側のレシオチ
ェックが行われる。

【００４７】ステップＳ２０では、最増速（Ｈ＝０．５
５）を指令し、タイマーをスタートさせる。タイマーは
変速が終了し状態を安定されるために２sec にセットさ
れている。

【００４８】ステップＳ２１では、タイマーが２sec を
過ぎたか否かを判定する。２sec 以下なら再びこのステ
ップＳ２１を繰り返し、２sec を超えたらステップＳ２
２へ移行する。

【００４９】ステップＳ２２では、変速比Ｈが０．５０
より大きいか否かを判定することにより、ベルト３に許
容できない伸びが発生しているか否かを診断する。０．
５０は指令値０．５５から許容値０．０５を引いたもの
であり、Ｈが０．５０以下であるとレシオ異常としてス
テップ１５へ移行し、Ｈが０．５０より大きければベル
ト３の伸びが許容範囲内であると判定してステップＳ２
３へ移行する。

【００５０】ステップＳ２３では、変速比Ｈが０．６０
より小さいか否かを判定することにより、増速側で可動
フランジ２５，６３の固着が発生しているか否かを診断
する。０．６０は指令値０．５５に許容値０．０５を加
えたものであり、Ｈが０．６０以上であると可動フラン
ジが固着したと判定してステップＳ１７へ移行し、Ｈが
０．６０より小さければセルフチェックサブルーチンを
終了して、図３のようにイニシャライズルーチンではメ
インルーチンに移行する。

【００５１】ベルト３の切断や制御油圧の異常なども、
上記の各ステップＳ９，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ２２，Ｓ２
３などで検知されるから、これらの故障がそのまま放置
されることはない。

【００５２】以上のような、変速機能のチェック機能を
備えたことにより、ベルト式無段変速機１はその変速機
能のセルフチェックを、例えばエンジン起動直後に（イ
ニシャライズルーチン）、あるいは異常が発生したとき
は一時的に指令を中断して（メインルーチン）行うこと
ができる。従って、異常は直ちに検知され、被駆動機は
効果的に保護され、エンジン燃費の低下が防止される。

【００５３】

【発明の効果】この発明のベルト式無段変速機は、例え
ばエンジン起動後あるいは稼動中に変速機能の異常が発
生するとセルフチェック機能により故障診断を行うから
被駆動機の故障やエンジン燃費の低下などが未然に防止
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の構成を示す断面図である。

【図２】この実施例の特性を示すグラフである。

【図３】この実施例でのイニシャライズルーチンのフロ
ーチャートである。

【図４】この実施例でのメインルーチンのフローチャー
トである。

【図５】この実施例のセルフチェックサブルーチンを示
すフローチャートである。

【図６】従来例の構成図である。

【符号の説明】

１ ベルト式無段変速機 ３ ベルト ９，１１ 変速プーリ １９ コントローラ ２３，６１ 固定フランジ ２５，６３ 可動フランジ ３１，６９ Ｖ溝 ５７ 変速操作手段 ８３ 皿ばね（ばね）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定フランジと可動フランジ間のＶ溝に
   装着されたベルトを介して連結されフランジ間隔変化に
   伴って増速比を変える一対の変速プーリと、可動フラン
   ジを固定フランジ側に押圧してベルトに張力を与えるば
   ねと、このベルト張力に抗して可動フランジを移動操作
   する変速操作手段と、この変速操作手段を介して前記変
   速比を制御すると共に、変速比の指令値と実測値との差
   から変速機能の異常をセルフチェックするコントローラ
   とを備えたことを特徴とするベルト式無段変速機。