特許 6645443 バリエータ支援変速機及びそのような変速機の始動制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6645443

(24)【登録日】2020年1月14日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】バリエータ支援変速機及びそのような変速機の始動制御方法

(51)【国際特許分類】

   F16H 47/04 20060101AFI20200203BHJP

   F16H 61/47 20100101ALI20200203BHJP

【ＦＩ】

   F16H47/04 C

   F16H61/47

   F16H47/04 D

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-569793(P2016-569793)

(86)(22)【出願日】2015年6月12日

(65)【公表番号】特表2017-522506(P2017-522506A)

(43)【公表日】2017年8月10日

(86)【国際出願番号】US2015035526

(87)【国際公開番号】WO2015191984

(87)【国際公開日】20151217

【審査請求日】2018年3月27日

(31)【優先権主張番号】14172315.5

(32)【優先日】2014年6月13日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】391020193

【氏名又は名称】キャタピラー インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＣＡＴＥＲＰＩＬＬＡＲ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100177426

【弁理士】

【氏名又は名称】粟野 晴夫

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン イー リスター

【審査官】 藤村 聖子

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０５９８０４１１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１００８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０５１１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０２８２７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−０２１１７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ４７／０４

Ｆ１６Ｈ ６１／４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

油圧-機械式のバリエータ、前記バリエータの出力側に連結したサミング変速装置、及びサミング変速装置を出力部材に選択的に連結するクラッチを備える無段変速機の始動制御方法であって、
始動が要求されたか否かを決定するステップと、
前記バリエータの可変容量形ポンプを所定の固定変位量に調整するステップと、
前記クラッチの係合を開始するステップと、
前記クラッチの入力側と出力側との間に所定のクラッチ滑り度が存在するか否かを決定するステップと、
前記所定のクラッチ滑り度が確立したとき前記クラッチをそのときの係合状態に保持するステップと、
前記バリエータをトルク制御モードにするステップと、
前記クラッチの入力側と出力側との間に滑りがゼロになっているか否かを決定するステップと、
前記クラッチを完全に係合させるよう命令するステップと、及び
前記バリエータのポンプを所定期間が経過するまでそのときの変位量に保持するステップと
を有する、方法。

【請求項2】

請求項１記載の方法において、前記クラッチは油圧式クラッチとし、前記クラッチを係合するステップ及び保持するステップは、それぞれ前記クラッチにおける油圧を上昇及び維持するステップを含む、方法。

【請求項3】

油圧-機械式のバリエータ、前記バリエータの出力側に連結したサミング変速装置、並びにサミング変速装置を出力部材に選択的に連結する低速クラッチ及び高速クラッチを備えるバリエータ支援変速機の始動制御方法であって、
始動が要求されたか否かを決定するステップと、
前記バリエータの可変容量形ポンプを所定の固定変位量に調整するステップと、
前記低速クラッチ及び高速クラッチの係合を開始するステップと、
前記低速クラッチの入力側と出力側との間に所定のクラッチ滑り度が存在するか否かを決定するステップと、
前記所定のクラッチ滑り度が確立したとき前記双方のクラッチをそのときの係合状態に保持するステップと、
前記バリエータをトルク制御モードにするステップと、
前記低速クラッチ又は前記高速クラッチのいずれかにおける入力側と出力側との間に滑りがゼロになっているか否かを決定するステップと、
前記滑りがゼロになったと決定される方のクラッチを完全に係合させるよう命令するステップと、及び
前記バリエータのポンプを所定期間が経過するまでそのときの変位量に保持するステップと
を有する、方法。

【請求項4】

請求項３記載の方法において、さらに、前記低速クラッチが完全に係合したと決定される場合に、前記高速クラッチを離脱させるステップを有する、方法。

【請求項5】

請求項３記載の方法において、さらに、
前記高速クラッチが完全に係合したと決定される場合に、前記低速クラッチの係合度を上昇させるステップと、
前記高速クラッチが完全に係合した状態で前記出力部材が所定出力速度で回転する時点を決定するステップと、及び
前記所定出力速度に達したとき前記低速クラッチを離脱させるステップと
を有する、方法。

【請求項6】

無段変速機であって、
エンジンに連結可能な入力軸と、
負荷に連結可能な出力軸と、
前記入力軸を可変容量形ポンプに連結する入力側、及び出力側を有する油圧-機械式のバリエータと、
前記入力軸及び前記バリエータの出力側に連結したサミング変速装置と、
前記サミング変速装置の第１出力素子を前記出力軸に選択的に連結する第１クラッチと、
前記第１出力素子及び出力軸の回転速度をモニタリングする複数個のセンサと、
バリエータポンプの変位量及び前記クラッチの係合度を、前記複数個のセンサから受け取ったデータに応答して制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、請求項１〜５のいずれか１項に記載の始動制御方法を実行するように構成される、無段変速機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無段変速機（ＣＶＴ：continuously variable transmission）の分野に関し、より具体的には、変速機に対する入力をサミング変速装置（summing transmission）とバリエータとの間で振り分けるＣＶＴに関する。とくに、本発明は、バリエータ支援ＣＶＴ及びそのような変速機の始動フェーズを制御する方法を提供する。

【背景技術】

【0002】

バリエータ支援ＣＶＴは既知であり、また広範囲にわたるギア比が望まれる用途で従来のＣＶＴに代わるものとして主に考案された。従来のＣＶＴで間に合わせるためには大型で重量のあるＣＶＴを設けることを意味し、このことは車両において望ましいものではない。バリエータ支援ＣＶＴは、変速機入力軸で力を受容し、またその力を２つの経路に振り分ける、すなわち、サミング変速機のみを経由して変速機出力に向かう経路、及びバリエータ及びサミング変速機に向かう経路に振り分けることによって機能する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

幾つかのバリエータ支援変速機（ＶＡＴ）構成の１つの限界は、バリエータを使用してクラッチの滑り又は離脱を生ずることなくゼロ地上走行速度（すなわち、車両が移動しない速度）を達成できないことである。したがって、このような変速機を採用する車両は、変速機のクラッチが係合する場合、つねに「クリープ現象」を生ずる。変速機に対する入力エンジン速度を減速することはクリープ量を減少するが、エンジンを停止させることなしには根絶できない。

【0004】

この限界を克服する１つの方法は、バリエータの出力側をバリエータクラッチによって出力軸に直結することである。このような構成において、バリエータは、通常サミング変速装置の入力側に連結するが、サミング変速装置の出力部と出力軸との間におけるクラッチが離脱するとき、出力軸に選択的に直結することができる。このとき、ＶＡＴはクラッチ係合状態でゼロ走行速度を達成できるだけでなく、徐行／寸動モードの極めて低出力速度を生ずることもでき、またバリエータの出力を変化させることによって、車両をゼロ出力速度から標準変速モードに始動させることができる。この解決法の１つの欠点は、このようにバリエータを連結するのに必要なパーツ追加が変速機の全体コスト及び複雑さを増大させる点である。

【0005】

ゼロ速度から始動させるのを可能にするが、それぞれそれ自体の欠点を有するＶＡＴ構成が存在する。１つの方法はＶＡＴのギア比を操作することであるが、これは前進モード及び後進モードにおける最大移動速度を減少する。代案としては、より速い速度能力を有するバリエータを利用することであるが、このようなバリエータはより費用がかかる。

【0006】

本発明の目的は、これら欠点のうち１つ又は複数を回避又は軽減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１態様によれば、油圧-機械式のバリエータ、前記バリエータの出力側に連結したサミング変速装置、及びサミング変速装置を出力部材に選択的に連結するクラッチを備える無段変速機の始動制御方法を提供する。この始動制御方法は、
始動が要求されたか否かを決定するステップと、
前記バリエータの可変容量形ポンプを所定の固定変位量に調整するステップと、
前記クラッチの係合を開始するステップと、
前記クラッチの入力側と出力側との間に所定のクラッチ滑り度が存在するか否かを決定するステップと、
前記所定のクラッチ滑り度が確立したとき前記クラッチをそのときの係合状態に保持するステップと、
前記バリエータをトルク制御モードにするステップと、
前記クラッチの入力側と出力側との間に滑りがゼロになっているか否かを決定するステップと、
前記クラッチを完全に係合させるよう命令するステップと、及び
前記バリエータのポンプを所定期間が経過するまでそのときの変位量に保持するステップと
を有する。

【0008】

本発明の第２態様によれば、油圧-機械式のバリエータ、前記バリエータの出力側に連結したサミング変速装置、並びにサミング変速装置を出力部材に選択的に連結する低速クラッチ及び高速クラッチを備えるバリエータ支援変速機の始動制御方法を提供する。この始動制御方法は、
始動が要求されたか否かを決定するステップと、
前記バリエータの可変容量形ポンプを所定の固定変位量に調整するステップと、
前記低速クラッチ及び高速クラッチの係合を開始するステップと、
前記低速クラッチの入力側と出力側との間に所定のクラッチ滑り度が存在するか否かを決定するステップと、
前記所定のクラッチ滑り度が確立したとき前記双方のクラッチをそのときの係合状態に保持するステップと、
前記バリエータをトルク制御モードにするステップと、
前記低速クラッチ又は前記高速クラッチのいずれかにおける入力側と出力側との間に滑りがゼロになっているか否かを決定するステップと、
前記滑りがゼロになったと決定される方のクラッチを完全に係合させるよう命令するステップと、及び
前記バリエータのポンプを所定期間が経過するまでそのときの変位量に保持するステップと
を有する。

【0009】

本発明の第３態様によれば無段変速機を提供し、この無段変速機は、
エンジンに連結可能な入力軸と、
負荷に連結可能な出力軸と、
前記入力軸を可変容量形ポンプに連結する入力側、及び出力側を有する油圧-機械式のバリエータと、
前記入力軸及び前記バリエータの出力側に連結したサミング変速装置と、
前記サミング変速装置の第１出力素子を前記出力軸に選択的に連結する第１クラッチと、
前記第１出力素子及び出力軸の回転速度をモニタリングする複数個のセンサと、
前記バリエータポンプの変位量及び前記クラッチの係合度を、前記複数個のセンサから受け取ったデータに応答して制御するコントローラと、
を備える。
本発明の好適な実施形態を、以下に単に例として添付図面につき説明する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】バリエータ支援変速機の実施形態の概略図である。

【図2】バリエータ支援変速機の種々のモードにわたるバリエータ出力速度対変速機出力速度を示すグラフである。

【図3】単独クラッチを有するバリエータ支援変速機の第１始動制御プロセスを示すフローチャートである。

【図4】１対のクラッチを有するバリエータ支援変速機の第２始動制御プロセスを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は、バリエータ支援変速機（ＶＡＴ）を概略的に示す。この無段変速機（以下、ときに「変速機」と略称する）は、動作にあたり車両（図示せず）のエンジンに連結する変速機の入力軸２と、車両のホイールのような負荷（図示せず）に連結する変速機の出力軸４とを備える。入力軸２は、第１衛星ギア８と噛合する入力ギア６を担持し、この第１衛星ギア８は、入力軸２に平行なバリエータ入力軸１０に担持する。このバリエータ入力軸１０は、全体的に参照符号１２で示した油圧-機械式のバリエータを駆動する。バリエータ１２は、バリエータ入力軸１０によって駆動される可変容量形ポンプ１４を有する。ポンプ１４は、既知タイプの制御素子又は斜板１６を有し、またこの好適な実施形態においては１対の油圧ライン２０，２２によって油圧モータ１８に流体的に接続する。この油圧モータ１８はバリエータ出力軸２４に連結し、このバリエータ出力軸２４はバリエータ出力ギア２６を担持する。副軸２８は、バリエータ軸１０，２４に平行に配置し、また、バリエータ出力ギア２６に噛合する第１副軸ギア３０と、及びサミング変速装置（summing transmission）３４の第１サンギア３６に噛合する第２副軸ギア３２とを有する。

【0012】

サミング又はデファレンシャル変速装置（summing, or differential, transmission）３４は、第１遊星ギア３８及び第２遊星ギア４８を有し、これら第１及び第２の遊星ギアはそれぞれ第１遊星ギアキャリヤ３９及び第２遊星ギアキャリヤ４９に回転可能に支持する。第１遊星ギア３８は、第１サンギア３６及び第１リングギア４０に噛合する。第２遊星ギア４８は、第２サンギア４６及び第２リングギア５０に噛合する。第１リングギア４０及び第２遊星ギアキャリヤ４９を入力軸２に連結し、入力軸２の回転がこれら２つの素子を同様に回転させるようにする。第１遊星ギアキャリヤ３９及び第２リングギア５０は、第１低速クラッチ５２の入力側に連結する。第２サンギア４６は、第１中間軸５４に対して回転不能に連結し、この第１中間軸５４は入力軸２及び出力軸４に同軸状にする。第１中間軸５４は第１高速クラッチ５６の入力側に連結する。

【0013】

第１低速クラッチ５２及び第１高速クラッチ５６は、それぞれサミング変速装置３４を出力又はレンジ切換変速装置（output, or range, transmission）６０に選択的に連結し、これら変速装置３４，６０は互いに同軸状となるようにする。これらクラッチ５２，５６の双方は、サミング変速装置３４と出力変速装置６０との間に画定した連結空間に配置する。上述したように、低速及び高速のクラッチ５２，５６それぞれにおける入力側をサミング変速装置３４の少なくとも１個の素子に連結する。低速及び高速のクラッチ５２，５６それぞれにおける出力側を第２中間軸５８に連結し、この第２中間軸５８は、変速機の入力軸２及び出力軸４、並びに第１中間軸５４と同軸状になるようにする。出力変速装置６０は、第３サンギア６２及び第４サンギア７２を有し、これら第３及び第４のサンギア双方を第２中間軸５８に連結する。第３サンギア６２は、第３遊星ギアキャリヤ６５に回転可能に支持した第３遊星ギア６４に噛合し、またこの第３遊星ギア６４は第３リングギア６６に噛合する。第４サンギア７２は、第４遊星ギアキャリヤ７５に回転可能に支持した第４遊星ギア７４に噛合し、またこの第４遊星ギア７４は第４リングギア７６に噛合する。第３遊星ギアキャリヤ６５はリバース部材８０に連結し、このリバース部材８０は、出力軸４における逆回転を生ずるため、摺動カラー８２によって選択的に回転しないよう保持することができる。

【0014】

第２中間軸５８に選択的に連結するとともに、第１低速クラッチ５２及び第１高速クラッチ５６は、第２高速クラッチ８４の入力側にも選択的に連結する。第２高速クラッチ８４は、第１低速クラッチ５２及び第１高速クラッチ５６とともに連結空間内に配置し、また第３遊星ギアキャリヤ６５に連結した出力側を有する。したがって、第２高速クラッチ８４が係合するとき、第３サンギア６２及び第３遊星ギア６４が互いにロックされ、一体となって回転する。

【0015】

第３及び第４のリングギア６６，６７は、互いに連結し、また第２低速クラッチ又は制動素子９０に連結する。第２低速クラッチ９０が係合するとき、第３及び第４のリングギア６６，６７は回転を阻止される。第４遊星ギアキャリヤ７５を出力軸４に連結する。

【0016】

レンジ切換変速装置は好適ではあるが、本発明の必須要素ではなく、随意的なものであると理解されたい。その代わり、変速機は、レンジ切換変速装置を存在させることなく、単に、第１低速クラッチ及び第１高速クラッチを出力軸４に直結する第２中間軸を有するものとすることができる。

【0017】

図示の実施形態におけるクラッチは油圧で作動し、ＶＡＴは、さらに、少なくとも１個の制御バルブ（図示せず）を有する少なくとも１個の油圧流体マニホルド１００を備える。マニホルド１００は油圧流体源（図示せず）から第１低速クラッチ５２及び第１高速クラッチ５６への油圧流体流れ、並びに存在する場合には第２低速クラッチ９０及び第２高速クラッチ８４への油圧流体流れを制御する。さらに、ＶＡＴは複数個のセンサ１０２を有し、これらセンサ１０２は、第１低速クラッチ５２及び第１高速クラッチ５６の入力側におけるサミング変速装置３４の出力素子（すなわち、第２リングギア５０及び第１中間軸５４）、並びに出力軸４又は第１クラッチの出力側における第２中間軸５８の回転速度をモニタリングする。

【0018】

コントローラ１１０は、センサ１０２からデータを受け取り、またそのデータから第１クラッチ５２，５６にクラッチ滑りがある場合にはその滑り度を確定することができる。コントローラ１１０は、さらに、マニホルド１００及びマニホルドにおけるバルブの制御を行って、クラッチ５２，５６，９０，８４を選択的に係合及び離脱させ、またクラッチ板（図示せず）に加わる圧力を変化させるようにする。

【産業上の利用可能性】

【0019】

図２は、バリエータモータ１８の速度及び出力軸４の回転速度が種々の前進及び後進の変速モードにわたりどのように変化するかを示す。図１に示すＶＡＴは、２つの後進変速機モード１Ｒ、２Ｒ及び４つの前進変速機モード１Ｆ〜４Ｆを有するが、出力変速装置６０がない場合には単に２つの前進モード１Ｆ、２Ｆを有するだけにすることができる。

【0020】

図１及び２につき説明すると、第１前進変速機モード１Ｆをとるとき、バリエータポンプ１４の斜板１６が最大正変位量に調整され、これによりバリエータモータ１８が最大正速度を生ずる。第１低速クラッチ５２及び第２低速クラッチ９０は双方とも係合する。したがって、動力は、入力軸２から出力変速装置６０まで、サミング変速装置３４における第１リングギア４０、第１遊星ギアキャリヤ３９及び第２リングギア５０、並びに第１低速クラッチ５２を経由して供給される。第１低速クラッチ５２からは、動力は、出力変速装置６０における第２中間軸５８、第４サンギア７２及び第４遊星ギアキャリヤ７５を経由して出力軸４に供給される。

【0021】

エンジン入力速度がほぼ一定な状態で、第１変速機モード１Ｆによる車両の加速は、バリエータ１２の制御によって達成される。図２から分かるように、バリエータの正変位量及び関連速度はゼロに向かい、またゼロを超えて負の変位量及び関連速度になるとき、変速機出力速度が増加する。この速度変化は、バリエータ１２によって影響される第１サンギア３６の回転方向及び回転速度に基づく。

【0022】

車両速度がさらに上昇するためには、変速機は第１前進モード１Ｆから第２前進モード２Ｆにシフトしなければならない。このことには、第１低速クラッチ５２を離脱させ、また第１高速クラッチ５６を係合させるとともに、第２低速クラッチ９０が係合したままで出力変速装置６０におけるリングギア６６，７６を制動していることを伴う。これらの変化が実施されると、動力は、入力軸２から第１遊星ギアキャリヤ４９、第２サンギア４６、及び第１中間軸５４を介して、第１高速クラッチ５６に供給される。この第１高速クラッチ５６から、動力は、さらに、第２中間軸５８、第４サンギア７２及び第４遊星ギアキャリヤ７５を介して出力軸４に供給される。

【0023】

第２前進モード２Ｆにおける車両の加速は、やはりバリエータ１２の制御によって達成される。再度図２につき説明すると、バリエータの負変位量及び関連速度はゼロに向かい、またゼロを越えて正変位量及び関連速度になるとき、変速機出力速度は、第２サンギア４６よりも第１サンギア３６の回転速度及び回転方向における変化に起因して一層上昇する。

【0024】

さらに、車両速度における上昇は、随意的な出力変速装置６０及びそれに関連する第３前進モード３Ｆ及び第４前進モード４Ｆによって可能になる。第２前進モード２Ｆから第３前進モード３Ｆに進行するため、第１高速クラッチ５６及び第２低速クラッチ９０が離脱し、また第１低速クラッチ及び第２高速クラッチ８４が係合する。この結果、動力は、入力軸２から第１リングギア４０、第１遊星ギアキャリヤ３９及び第２リングギア５０を介して第１低速クラッチ５２に供給される。図１〜４及び図７に示す実施形態において、第２高速クラッチ８４が係合した状態で、第２中間軸５８、それに関連するサンギア６２，７２及び第３遊星ギアキャリヤ６５が一体となって回転する。この結果、第２前進モード２Ｆよりも第３前進モード３Ｆにおける第２中間軸５８の回転速度に段変化減少を生ずる。このとき第２低速クラッチ９０が離脱した状態で、第３リングギア６６及び第４リングギア７６が出力変速装置６０の残りのコンポーネントに対して回転することができ、この結果、動力は、第４遊星ギアキャリヤ７５を介して出力軸４に供給される。

【0025】

再度図２につき説明すると、バリエータ変位が最大正変位量及び回転速度からゼロ速度を通過して減少するとき、変速機出力速度は第３前進モード３Ｆにおいて上昇し、最終的に第１サンギアが再び最大負速度で回転するようになる。

【0026】

第４前進モード４Ｆは第３前進モード３Ｆから進行し、この進行は、第２高速クラッチ８４を係合させたまま、第１低速クラッチ５２を離脱させ、また第１高速クラッチ５６を係合させることによって行われる。これにより、動力は、入力軸２から第２遊星ギアキャリヤ４９、第２サンギア４６及び第１中間軸５４を介して第１高速クラッチ５６に供給される。第２高速クラッチ８４が係合するとき、動力は、第３前進モード３Ｆに関して説明したのと同様にして出力軸４に供給される。

【0027】

第４前進モード４Ｆにおける車両の加速は、やはりバリエータ１２の制御によって達成される。再度図２につき説明すると、バリエータの負変位量及び関連速度はゼロに向かい、またゼロを越えて正変位量及び関連速度になるとき、変速機出力速度は、第２サンギア４６よりも第１サンギア３６の回転速度及び回転方向における変化に起因して一層上昇する。

【0028】

さらに図２から分かるように、ＶＡＴは２つの後進変速機モード１Ｒ及び２Ｒを有する。初期後進変速機モード１Ｒで動作するためには、変速機における第１低速クラッチ５２を除くすべてのクラッチを離脱させる。これと同時に、摺動カラー８２をリバース部材８０に接触させ、この結果、リバース部材及び第３遊星ギアキャリヤ６５をカラー８２によって回転しないよう保持する。これにより、動力は、入力軸２から第１リングギア４０、第１遊星ギアキャリヤ３９及び第２リングギア５０を介して第１低速クラッチ５２に供給される。

【0029】

第２中間軸５８及びこれに関連するサンギア６２，７２が、第１低速クラッチ５２の係合に起因して第１方向に回転する。第３遊星ギアキャリヤ６５が回転しないよう保持されていることに起因して、第３及び第４のリングギア６６，７６がサンギア６２，７２の回転とは逆方向に回転する。このことは、第４遊星ギアキャリヤ７５及び出力軸４も逆方向に回転し、したがって、車両が後進することを意味する。

【0030】

より速く後進する地上走行速度が必要な場合、変速機は第１後進モード１Ｒから第２後進モード２Ｒに移行することができる。そのようにするため、第１低速クラッチ５２を離脱させ、また第１高速クラッチ５６を係合させ、このとき摺動カラー８２は係合させて、リバース部材８０及び第３遊星ギアキャリヤ６５を回転しないよう保持した状態を継続する。このモードにおいて、動力は、第２遊星ギアキャリヤ４９、第２サンギア４６及び第１中間軸５４を介して第１高速クラッチ５６に供給される。動力は、第１後進モード１Ｒにつき説明したのと同様に、出力変速装置を介して出力軸４に供給される。

【0031】

後進モード１Ｒ、２Ｒのいずれにおいても、車両の地上走行速度は、やはり前進モード１Ｆ〜４Ｆにつき説明したのと同様に、また図２に示すように、バリエータ１２によって第１サンギア３６の回転速度及び回転方向を調整することで調整することができる。

【0032】

上述の説明は、変速機が非ゼロ出力速度からどのようにして初期前進モード１Ｆ又は初期後進モード１Ｒの何れかに進行するかを記載する。しかし、図２は、全体的に参照符号２００で示すグラフ部分を示し、この部分２００において、変速機はニュートラルの予始動モードＮにある。図から分かるように、ニュートラルモードＮは、第１前進モード１Ｆ又は第１後進モード１Ｒのいずれかにおける開始時点に存在し、また変速機出力速度がゼロであり、車両が前進方向又は後進方向のいずれかに始動しようとしている状態を表す。図３及び４は、この始動フェーズで変速機が採用できる２つのプロセスを示す。

【0033】

図３は、始動中にサミング変速装置と出力軸との間における単一クラッチのみを利用するときのゼロ出力速度からの変速機始動制御プロセスを示す。このプロセスを図１及び３につき説明する。決定ステップ３００において、コントローラ１１０は始動要求が車両運転手によって出されたか否かを決定する。これは、例えば、運転手が変速機の第１前進モード１Ｆ又は第１後進モード１Ｒを選択することによるものとすることができる。この要求を受け取る際に、プロセスステップ３０２において、コントローラ１１０はバリエータポンプ１４の斜板１６に命令して、ポンプを所定の固定変位量をとるよう調整させ、またマニホルド１００に命令して、クラッチ５２における油圧を所定割合に上昇させる。次の決定ステップ３０４において、コントローラはセンサ１０２から受け取ったデータを解析してクラッチの所望滑り度がクラッチ５２の入力側と出力側との間に達成されたか否かを決定できるようにする。達成されていない場合、プロセスは次にステップ３０２に復帰する。

【0034】

決定ステップ３０４において所望クラッチ滑り度が達成されたことを確定するとき、プロセスステップ３０６において、コントローラ１１０はマニホルド１００に命令して、クラッチ５２における油圧を一定に維持させる。同時にコントローラ１１０はバリエータポンプ１４をトルク制御モード又は最適化モードに切り換える。このモードにおいて、コントローラ１１０はポンプ１４の変位量及びひいてはバリエータモータ１８の出力を選択的に調整し、変速機が変速機のそのときの作動条件に最適なレベルのトルクを確実に発生できるようにする。

【0035】

次の決定ステップ３０８においてコントローラはセンサデータを解析して、クラッチ５２の入力側と出力側との間にクラッチ滑りがゼロになっているか否かを確定できるようにする。クラッチ滑りがゼロになっていない場合、プロセスはプロセスステップ３０６に戻る。しかし、ステップ３０８においてクラッチ滑りがゼロになっていることを確定する場合、ステップ３１０においてコントローラ１１０はマニホルド１００に命令して即座にクラッチ圧力を最大値に上昇させる。同時にコントローラ１１０は、トルク制御モードを持続し、またバリエータポンプ１４に命令してそのときの変位量を所定期間にわたり保持させる。それに続く決定ステップ３１２において、所定期間が経過する時点を確定し、所定期間が経過した場合、プロセスは最終プロセスステップ３１４に移行し、このステップ３１４においてコントローラは標準変速機制御モードに切り換える。

【0036】

幾つかの場合において、１つより多い前進モード又は後進モードを有する変速機（図１に示すような変速機）は、始動から車両を急加速して初期モード（１Ｆ又は１Ｒ）に完全に入る前に第２モード（２Ｆ又は２Ｒ）に進行する条件を満足させることができる。図４は、変速機に２つのクラッチが存在するときのこの問題に対処する変速機始動制御プロセスを示す。例えば、変速機は、図１に示すように、２個のサミング出力素子、並びに第１低速クラッチ５２及び第１高速クラッチ５６を備えることができる。再度、図１並びに図４につきプロセスを説明する。

【0037】

決定ステップ４００において、コントローラ１１０は、始動要求が車両運転手によって出されたか否かを決定する。これは、例えば、運転手が変速機の第１前進モード１Ｆ又は第１後進モード１Ｒを選択することによるものとすることができる。この要求を受け取る際に、プロセスステップ４０２において、コントローラ１１０はバリエータポンプ１４の斜板１６に命令して、ポンプを所定の固定変位量をとるよう調整させ、またマニホルド１００に命令して、クラッチ５２，５６の双方における油圧を所定割合に上昇させる。次の決定ステップ４０４において、コントローラはセンサ１０２から受け取ったデータを解析してクラッチの所望滑り度が低速クラッチ５２の入力側と出力側との間に達成されたか否かを決定できるようにする。達成されていない場合、プロセスは次にステップ４０２に復帰する。

【0038】

決定ステップ４０４において低速クラッチ５２に所望滑り度が達成されたことを確定するとき、プロセスステップ４０６において、コントローラ１１０はマニホルド１００に命令して、クラッチ５２，５６における油圧を一定に維持させる。同時にコントローラ１１０は、図３のプロセスにつき説明したように、バリエータポンプ１４をトルク制御モード又は最適化モードに切り換える。

【0039】

次の決定ステップ４０８においてコントローラはセンサデータを解析して、クラッチ５２，５６の入力側と出力側との間にクラッチ滑りがゼロになっているか否かを確定できるようにする。クラッチ滑りがゼロになっていない場合、プロセスはプロセスステップ４０６に戻る。しかし、ステップ４０８においてクラッチ滑りがクラッチ５２，５６のうち一方でゼロになっていることを確定する場合、ステップ４１０においてコントローラ１１０は、滑りがゼロのクラッチが低速クラッチ５２であるか否かを決定する。滑りがゼロのクラッチが低速クラッチ５２である場合、プロセスステップ４１２において、コントローラ１１０は、マニホルド１００に命令して即座に低速クラッチの圧力を最大値に上昇させ、また高速クラッチの圧力をゼロに低下させ、これにより高速クラッチを完全に離脱させる。次のプロセスステップ４１４において、コントローラ１１０は、トルク制御モードを持続し、またバリエータポンプ１４に命令してそのときの変位量を所定期間にわたり保持させる。それに続く決定ステップ４１６において、所定期間が経過する時点を確定する。所定期間が経過した場合、プロセスは最終プロセスステップ４１８に移行し、このステップ４１８においてコントローラ１１０は運転手が選択したモードに基づいて第１前進変速機モード１Ｆ又は第１後進変速機モード１Ｒに切り換え、またいずれかの方向を選択した速度モード間で移行する標準変速機制御モードに切り換える。

【0040】

決定ステップ４１０において滑りがゼロのクラッチが低速クラッチ５２ではないことを決定する場合には、決定ステップ４２０においてそのクラッチが高速クラッチ５６であることを確証する。この決定に続くプロセスステップ４２２は、コントローラ１１０がマニホルド１００に命令して高速クラッチ５６の圧力を最大値に上昇させ、また低速クラッチ５２の圧力も所定割合に上昇させる。これに続く決定ステップ４２４において、コントローラ１１０は、高速クラッチ５６の完全係合により所望のより高速変速機モード２Ｆ又は２Ｒにうまく進行したか否かを決定する。進行していない場合、プロセスはプロセスステップ４２２に戻る。プロセスのこのステップにおいて、低速クラッチが釈放されているときに、変速機モード１Ｆと２Ｆとの間、又は１Ｒと２Ｒとの間における同期シフトポイントに変速機があることを確実にし、これによりシフトハンチング事象が始まる可能性を制限する。

【0041】

プロセスステップ４２６においてコントローラ１１０が所望変速機モード２Ｆ又は２Ｒに進行したことを確立したとき、コントローラはマニホルド１００に命令して低速クラッチ５２の圧力をゼロに減少させ、これにより低速クラッチ５２を完全に離脱させる。この後、プロセスは最終プロセスステップ４２８に移行し、この最終プロセスステップ４２８において、コントローラ１１０は第２前進変速機モード２Ｆ又は第２後進変速機モード２Ｒに切り換え、またいずれかの方向を選択した速度モード間で移行する標準変速機制御モードに切り換える。

【0042】

本発明は、ゼロ速度能力を有する既知のＶＡＴよりも安価で複雑さがないコンポーネント構成を用いて、車両をゼロ出力速度から始動させることができるＶＡＴ及び始動制御プロセスを提供する。

【0043】

ＶＡＴの好適な実施形態は油圧作動クラッチを採用するが、別タイプのクラッチを使用することができる。例えば、各クラッチは、代案として、電気−機械式クラッチとし、コントローラは上述の油圧流体及びマニホルド構成の代わりに電気的アクチュエータによってクラッチを制御するものとすることができる。

【0044】

上述したように、ＶＡＴは、単独の前進及び／又は後進モード、並びに変速装置出力部を出力軸に連結する単独クラッチを有する変速機とすることができる。代案として、変速機は、２つの前進及び／又は後進モード、並びに２つの変速装置出力部を出力軸、若しくは図１の実施形態に示すような中間出力変速装置に連結する１対のクラッチを有するものとすることができる。

【0045】

これら及び他の変更及び改変を、本発明の範囲を逸脱することなく、組み込むことができる。

【符号の説明】

【0046】

２ 入力軸
４ 出力軸
６ 入力ギア
８ 第１衛星ギア
１０ （バリエータ）入力軸
１２ バリエータ
１４ 可変容量形ポンプ
１６ 斜板
１８ 油圧モータ（バリエータモータ）
２０ 油圧ライン
２２ 油圧ライン
２４ （バリエータ）出力軸
２６ （バリエータ）出力ギア
２８ 副軸
３０ 第１副軸ギア
３２ 第２副軸ギア
３４ サミング変速装置
３６ 第１サンギア
３８ 第１遊星ギア
３９ 第１遊星ギアキャリヤ
４０ 第１リングギア
４６ 第２サンギア
４８ 第２遊星ギア
４９ 第２遊星ギアキャリヤ
５０ 第２リングギア
５２ 第１低速クラッチ
５４ 第１中間軸
５６ 第１高速クラッチ
５７ 第１自在継手
５８ 第２中間軸
５９ 第２自在継手
６０ 出力又はレンジ切換変速装置
６４ 第３遊星ギア
６５ 第３遊星ギアキャリヤ
６６ 第３リングギア
６７ 第４リングギア
７２ 第４サンギア
７４ 第４遊星ギア
７５ 第４遊星ギアキャリヤ
８０ リバース部材
８２ 摺動カラー
８４ 第２高速クラッチ
９０ 第２低速クラッチ又は制動素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】