JPH11247983A - 変速比無限大無段変速機の変速御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 停車位置から走行位置へシフトレバーが操作
されたときに、確実に選択された進行方向へトルクを伝
達する。 【解決手段】 車両の運転状態として少なくとも車速を
検出する車速センサ８４と、走行レンジとしてのＤレン
ジ、Ｒレンジ及び停車レンジとしてのＮレンジ、Ｐレン
ジを選択するシフトセレクタ８３を備えて、車速が０Km
/hで、ＤレンジまたはＲレンジを選択したときには、パ
ワーローラの傾転角をギヤードニュートラルよりも選択
した走行レンジの進行方向側に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両などに採用さ
れる無段変速機、特に変速比無限大無段変速機の変速御
装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から車両の変速機として、ベルト式
やトロイダル型の無段変速機が知られており、このよう
な無段変速機の変速領域をさらに拡大するために、無段
変速機に一定変速機と遊星歯車機構を組み合わせて変速
比を無限大まで制御可能とする変速比無限大無段変速機
が知られており、例えば、特願平９−６３０４９号など
がある。

【０００３】これは、エンジンに連結される変速比無限
大無段変速機のユニット入力軸に変速比を連続的に変更
可能な無段変速機と、一定変速機（減速機）を並列的に
連結するとともに、これらの出力軸を遊星歯車機構で結
合したもので、無段変速機の出力軸４遊星歯車機構のサ
ンギアに、一定変速機の出力軸はローレジュームクラッ
チ（以下、動力循環モードクラッチという）を介して遊
星歯車機構のキャリアに連結される。

【０００４】サンギアと連結した無段変速機出力軸はダ
イレクトクラッチ（以下、直結モードクラッチという）
を介して変速比無限大無段変速機の出力軸であるユニッ
ト出力軸に結合される一方、遊星歯車機構のリングギア
もユニット出力軸に結合される。

【０００５】このような変速比無限大無段変速機では、
動力循環モードクラッチを接続する一方、直結モードク
ラッチを遮断することにより、無段変速機と一定変速機
の変速比の差に応じて、総減速比を負の値から正の値ま
で無限大（ギヤードニュートラル）を含んでほぼ連続的
に制御を行うローレジューム状態（以下、動力循環モー
ドという）と、動力循環モードクラッチを遮断する一
方、直結モードクラッチを接続して無段変速機の変速比
と無段変速機出力ギヤ列の変速比の積に応じた変速比と
なる直結状態（以下、直結モードという）を選択的に使
用することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の変速比無限大無段変速機の変速制御装置にあって
は、総減速比が無限大となる中立位置で車両を停止させ
て、シフトレバーをニュートラルレンジ（Ｎレンジ）や
パーキングレンジ（Ｐレンジ）に設定した状態では、無
段変速機が無負荷状態であるため、総減速比が無限大と
なる中立位置を保持するのが難しく、特に、無段変速機
としてトロイダル型を用いた場合では、寸法公差等によ
って総減速比が中立位置から前進方向あるいは後退方向
へ僅かにずれてしまう場合があり、この状態でシフトレ
バーをＮレンジあるいはＰレンジからドライブレンジ
（Ｄレンジ）またはリバースレンジ（Ｒレンジ）へ切り
換えると、Ｄレンジを選択したにもかかわらず、一旦後
退側にトルクが発生した後に、ニュートラルとなった
り、あるいは、Ｒレンジを選択したにもかかわらず、一
旦前進側にトルクが発生した後に、ニュートラルとなっ
て、運転者に違和感を与えるという問題があった。

【０００７】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、停車位置から走行位置へシフトレバーが操
作されたときに、確実に選択された進行方向へトルクを
伝達することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、入出力デ
ィスクに挟持されたパワーローラを傾転させることで変
速比を連続的に変更する無段変速機と一定変速機とをユ
ニット入力軸にそれぞれ連結するとともに、無段変速機
と一定変速機の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モード
クラッチ及び直結モードクラッチを介してユニット出力
軸に連結した変速比無限大無段変速機と、車両の運転状
態に応じて前記動力循環モードクラッチを締結する動力
循環モード及び直結モードクラッチを締結する直結モー
ドのうちの一方を選択するとともに、無段変速機のパワ
ーローラの傾転角を制御する変速制御手段とを備えた変
速比無限大無段変速機の変速御装置において、車両の運
転状態として少なくとも車速を検出する車速検出手段
と、少なくとも走行レンジと停車レンジを備えるととも
に、これらレンジを選択する変速指令手段と、前記パワ
ーローラの傾転角を検出する実変速比検出手段とを備
え、前記変速制御手段は、前記車速が０のときには、変
速指令手段が選択したレンジの進行方向に対応するよ
う、前記パワーローラの傾転角を設定する。

【０００９】また、第２の発明は、入出力ディスクに挟
持されたパワーローラを傾転させることで変速比を連続
的に変更する無段変速機と一定変速機とをユニット入力
軸にそれぞれ連結するとともに、無段変速機と一定変速
機の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及
び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結し
た変速比無限大無段変速機と、車両の運転状態に応じて
前記動力循環モードクラッチを締結する動力循環モード
及び直結モードクラッチを締結する直結モードのうちの
一方を選択するとともに、無段変速機のパワーローラの
傾転角を制御する変速制御手段とを備えた変速比無限大
無段変速機の変速御装置において、車両の運転状態とし
て少なくとも車速を検出する車速検出手段と、少なくと
も走行レンジと停車レンジを備えるとともに、これらレ
ンジを選択する変速指令手段と、前記パワーローラの傾
転角を検出する実変速比検出手段とを備えて、前記変速
制御手段は、前記車速が０で、変速指令手段が停車レン
ジを選択したときには、前記パワーローラの傾転角をギ
ヤードニュートラルに対応した値に設定する。

【００１０】また、第３の発明は、入出力ディスクに挟
持されたパワーローラを傾転させることで変速比を連続
的に変更する無段変速機と一定変速機とをユニット入力
軸にそれぞれ連結するとともに、無段変速機と一定変速
機の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及
び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結し
た変速比無限大無段変速機と、車両の運転状態に応じて
前記動力循環モードクラッチを締結する動力循環モード
及び直結モードクラッチを締結する直結モードのうちの
一方を選択するとともに、無段変速機のパワーローラの
傾転角を制御する変速制御手段とを備えた変速比無限大
無段変速機の変速御装置において、車両の運転状態とし
て少なくとも車速を検出する車速検出手段と、少なくと
も進行方向を選択可能な走行レンジ及び停車レンジを備
えるとともに、これらレンジを選択する変速指令手段
と、前記パワーローラの傾転角を検出する実変速比検出
手段とを備えて、前記変速制御手段は、前記車速が０
で、変速指令手段が走行レンジを選択したときには、前
記パワーローラの傾転角をギヤードニュートラルよりも
走行レンジの進行方向側に設定する。

【００１１】また、第４の発明は、入出力ディスクに挟
持されたパワーローラを傾転させることで変速比を連続
的に変更する無段変速機と一定変速機とをユニット入力
軸にそれぞれ連結するとともに、無段変速機と一定変速
機の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及
び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結し
た変速比無限大無段変速機と、車両の運転状態に応じて
前記動力循環モードクラッチを締結する動力循環モード
及び直結モードクラッチを締結する直結モードのうちの
一方を選択するとともに、無段変速機のパワーローラの
傾転角を制御する変速制御手段とを備えた変速比無限大
無段変速機の変速御装置において、車両の運転状態とし
て少なくとも車速とアクセルペダルの踏み込み量を検出
する手段と、少なくとも走行レンジと停車レンジを備え
るとともに、これらレンジを選択する変速指令手段と、
前記パワーローラの傾転角を検出する実変速比検出手段
とを備えて、前記変速制御手段は、前記車速が０よりも
大または小で、変速指令手段が停車レンジを選択したと
きには、前記パワーローラの傾転角を車速とアクセルペ
ダルの踏み込み量に基づいて設定する。

【００１２】また、第５の発明は、前記第１ないし第４
の発明のいずれかひとつにおいて、前記実変速比検出手
段は、前記入力ディスク及び出力ディスクの回転数の比
またはこの比に相当する値に基づいて、パワーローラの
傾転角を検出する。

【００１３】また、第６の発明は、前記第３の発明にお
いて、前記変速制御手段は、前記車速が０で、変速指令
手段が走行レンジを選択したときに、前記パワーローラ
の傾転角がギヤードニュートラルよりも走行レンジの進
行方向とは反対側にある間は、前記動力循環モードクラ
ッチの締結を禁止する。

【００１４】また、第７の発明は、前記第６の発明にお
いて、前記変速制御手段は、前記パワーローラの傾転角
がギヤードニュートラルよりも走行レンジの進行方向側
となってから前記動力循環モードクラッチを徐々に締結
する。

【００１５】

【発明の効果】第１の発明は、車速が０Km/hのときに
は、変速指令手段が選択したレンジの進行方向となるよ
うパワーローラの傾転角を設定するため、例えば、走行
レンジとして、Ｄレンジを選択したときには、パワーロ
ーラの傾転角が前進側に、Ｒレンジを選択したときに
は、パワーローラの傾転角が後退側になるよう設定さ
れ、停車レンジとしてＮレンジまたはＰレンジが選択さ
れたときには、ギヤードニュートラルとなるよう、パワ
ーローラの傾転角が設定されるため、発進時には必ず変
速指令手段で設定した進行方向へトルクが伝達され、前
記従来例のように運転者が操作した進行方向と逆方向に
トルクが伝達されるのを確実に防止して、変速比無限大
無段変速を備えた車両の運転性を大幅に向上させること
ができる。

【００１６】また、第２の発明は、車速が０Km/hで、変
速指令手段が停車レンジ（例えば、ＮレンジまたはＰレ
ンジ）を選択したときには、パワーローラの傾転角を動
力循環モードのギヤードニュートラルに対応した値に設
定するため、変速指令手段を走行レンジ（例えば、Ｄレ
ンジまたはＲレンジ）に切り換えて発進する際には、必
ず進行方向へトルクが伝達されるので、前記従来例のよ
うに運転者が操作した進行方向と逆方向にトルクが伝達
されるのを確実に防止して、変速比無限大無段変速を備
えた車両の運転性を大幅に向上させることができる。

【００１７】また、第３の発明は、車速が０Km/hで、変
速指令手段が走行レンジ（例えば、ＤレンジまたはＲレ
ンジ）を選択したときには、パワーローラの傾転角を、
動力循環モードのギヤードニュートラルよりも走行レン
ジの進行方向側となるよう設定するため、例えば、Ｄレ
ンジではギヤードニュートラルよりも前進側に傾転角が
設定され、Ｒレンジではギヤードニュートラルよりも後
退側に傾転角が設定され、発進時には必ず変速指令手段
で設定した進行方向へトルクが伝達され、前記従来例の
ように運転者が操作した進行方向と逆方向にトルクが伝
達されるのを確実に防止して、変速比無限大無段変速を
備えた車両の運転性を大幅に向上させることができる。

【００１８】また、第４の発明は、車速が前進または後
退を示す一方、変速指令手段が停車レンジ（例えば、Ｎ
レンジまたはＰレンジ）を選択したときに、パワーロー
ラの傾転角を、車速とアクセルペダルの踏み込み量に基
づいて設定するため、例えば、Ｄレンジ等で走行中にＮ
レンジへシフト操作が行われた場合には、車速とアクセ
ルペダルの踏み込み量等の運転状態に応じた傾転角とな
るように変速制御が行われるため、再びＮレンジからＤ
レンジへ復帰した場合には、変速ショックを生じること
なく円滑に元のシフト位置へ復帰することができ、変速
比無限大無段変速を備えた車両の運転性を大幅に向上さ
せることができる。

【００１９】また、第５の発明は、実変速比検出手段
は、入力ディスク及び出力ディスクの回転数の比または
この比に相当する値に基づいて、パワーローラの傾転角
を検出するため、容易かつ正確にパワーローラの傾転角
を求めることができる。

【００２０】また、第６の発明は、車速が０Km/hで、変
速指令手段が走行レンジを選択したときには、パワーロ
ーラの傾転角がギヤードニュートラルよりも走行レンジ
の進行方向とは反対側にある間は、動力循環モードクラ
ッチの締結を禁止するため、例えば、停車状態でＤレン
ジまたはＲレンジに設定されると、パワーローラの傾転
角がギヤードニュートラルの位置よりも前進側または後
退側となるまでは、動力循環モードクラッチ９の締結が
禁止されてトルクの伝達が遮断されるため、前記従来例
のように運転者が操作した進行方向と逆方向にトルクが
伝達されるのを確実に防止して、変速比無限大無段変速
を備えた車両の運転性を大幅に向上させることができ
る。

【００２１】また、第７の発明は、パワーローラの傾転
角がギヤードニュートラルよりも走行レンジの進行方向
側となってから動力循環モードクラッチを徐々に締結す
るようにしたため、ＮレンジまたはＲレンジ等の停車レ
ンジの無負荷状態では変速速度が過大になりやすいトロ
イダル型無段変速機を用いた場合でも、例えば、Ｎ→Ｄ
セレクト操作を行った場合では、傾転角が前進側になっ
てから、初めて動力循環モードクラッチの締結が開始さ
れ、かつ、この締結が徐々に行われるため、傾転角が前
進側となっていたパワーローラは、ギヤードニュートラ
ルの中立位置φ０へ向けて緩やかに変化するため、変速
ショックを与えることがなく、円滑な変速制御を行っ
て、変速比無限大無段変速を備えた車両の運転性を大幅
に向上させることができる。

【００２２】

【実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付図面に
基づいて説明する。

【００２３】図１〜図４は、トロイダル型無段変速機を
用いて変速比無限大無段変速機を構成した一例を示す。

【００２４】これは、図１に示すように、エンジンに連
結される変速比無限大無段変速機のユニット入力軸１
に、変速比を連続的に変更可能な無段変速機２と、ギア
３ａ、３ｂから構成された一定変速機３（減速機）を並
列的に連結するとともに、これらの出力軸４、３ｃを遊
星歯車機構５で結合したもので、無段変速機２の出力軸
４は遊星歯車機構５のサンギア５ａに、一定変速機３の
出力軸３ｃはローレジュームクラッチ９（以下、動力循
環モードクラッチ９という）を介して遊星歯車機構５の
キャリア５ｂに連結される。

【００２５】サンギア５ａと連結した無段変速機出力軸
４はダイレクトクラッチ１０（以下、直結モードクラッ
チ１０という）を介して変速比無限大無段変速機の出力
軸であるユニット出力軸６に結合される一方、遊星歯車
機構５のリングギア５ｃもユニット出力軸６に結合され
る。

【００２６】ユニット出力軸６には変速機出力ギヤ７が
設けられ、この変速機出力ギヤ７は差動ギヤ８のファイ
ナルギヤ１２ａと歯合し、所定の総減速比で差動ギヤ８
と結合した駆動軸１１ａ、１１ｂに駆動力が伝達され
る。

【００２７】無段変速機２は、図１に示すように、２組
の入力ディスク２１、出力ディスク２２で、パワーロー
ラ２０をそれぞれ挟持、押圧するダブルキャビティのト
ロイダル型で構成され、パワーローラ２０は、図２に示
すように、下端を油圧シリンダ３０に支持されて軸まわ
りに回転可能なトラニオン軸２３に軸支される。

【００２８】この油圧シリンダ３０は、ピストン３１に
よって上下の油室３０Ａ、３０Ｂが画成され、ピストン
３１の図中下方には、軸７１を介してカム７２が固設さ
れる。

【００２９】さらに、このカム７２の図中下方には補正
信号圧シリンダ６０が配設され、この補正信号圧シリン
ダ６０にはカム７２と摺接するロッド６２が伸縮自在に
突設され、このロッド６２の下端にはピストン６１が固
設されており、補正信号圧シリンダ６０の内部はピスト
ン６１によって２つの油室６０Ａ、６０Ｂに画成され
る。

【００３０】そして、油室６０Ｂにはロッド６２の端部
をカム７２へ向けて付勢するスプリング６４が収装さ
れ、さらに、油室６０Ｂにはドレンポート６３Ｂが開口
し、油室６０Ｂ内の作動油が排出される。

【００３１】また、油室６０Ａにはポート６３Ａが開口
し、補正信号圧Ｐ_SDがコントロールバルブ５０に形成さ
れた補正信号圧ポート５３Ａへ導かれる一方、ポート６
３Ａは絞り６５を介して後述するソレノイド弁８２から
の信号圧Ｐ_SOLを導く信号圧ポート６３Ｃと連通する。

【００３２】なお、上記軸７１、カム７２、ロッド６
２、スプリング６４より、変位伝達手段７０が構成され
る。

【００３３】上記油圧シリンダ３０の油室３０Ａ、３０
Ｂの油圧は、軸方向へ摺動自在なスプールを備えたコン
トロールバルブ５０によって調整される。

【００３４】コントロールバルブ５０は、図２に示すよ
うに、スプール５１の両端部５２ａと５２ｅの間に、３
つのランド５２ｂ、５２ｃ、５２ｄが所定の間隔で形成
され、この端部５２ｅの図中右側の端面とこのコントロ
ールバルブ５０の内端部との間には、スプール５１を図
中左側へ向けて付勢するスプリング５４が介装される。

【００３５】一方、スプール５１の端部５２ａの図中左
側の端面に面したコントロールバルブ５０の内周には、
補正信号圧シリンダ６０からの補正信号圧Ｐ_SDを導く補
正信号圧ポート５３Ａが開口し、スプール５１は上記ス
プリング５４の付勢力Ｆ_SPRに抗して補正信号圧Ｐ_SDに
応じて変位する。

【００３６】さらに、左側の端部５２ａとランド５２ｂ
及びランド５２ｃとランド５２ｄとの間に対向する内周
には、油路９０を介して油圧シリンダ３０の下方の油室
３０Ａと連通するポート５３Ｂ、５３Ｇが形成され、右
側の端部５２ｅとランド５２ｄ及びランド５２ｂとラン
ド５２ｃとの間に対向する内周には、油路９１を介して
油圧シリンダ３０の上方の油室３０Ｂと連通するポート
５３Ｄ、５３Ｉがそれぞれ形成される。

【００３７】ランド５２ｃと対向する内周には、後述す
るプレッシャーレギュレーターバルブ３１０からの元圧
と連通するライン圧ポート５３Ｅ、５３Ｆが開口し、ラ
ンド５２ｃの変位に応じてポート５３Ｄ又は５３Ｇのう
ちの一方へライン圧Ｐ_Lを供給する。

【００３８】一方、ランド５２ｂ、５２ｄと対向する内
周には図示しないドレンタンクと連通するドレンポート
５３Ｃ、５３Ｈが開口して、ランド５２ｂ、５２ｄの変
位に応じてポート５３Ｄまたは５３Ｇのうちの一方をド
レンタンクに接続する。これらのランド及びポートは、
油圧シリンダ３０のトルク伝達力の減少側の油室３０Ａ
と増大側の油室３０Ｂの差圧調整手段を構成する。

【００３９】なお端部５２ｅに面した内周にはドレンポ
ート５３Ｊが開口して作動油が排出される。

【００４０】さらに、スプール５１の端部５２ａ、５２
ｅの外径は等しく設定され、各ランド５２ｂ〜５２ｄの
外径もそれぞれ等しく設定されて、ランドの外径は端部
の外径よりも大きく設定され、端部５２ａと対向する内
周にはカラー５５が介装される。

【００４１】図３は、コントロールバルブ５０へライン
圧Ｐ_Lを供給する油圧供給源（オイルポンプ）３００か
らの油圧回路を示しており、オイルポンプ３００から吐
出される作動油圧は、プレッシャーレギュレーターバル
ブ３１０により設定圧力値に調圧され、この調圧された
油圧（ライン圧Ｐ_L）が、元圧油路３４０及び３５０を
介して、図４に示すシフトセレクタ８３に連動するマニ
ュアルバルブ３２０のポート３２２及び動力循環モード
クラッチ制御用バルブ３３０のポートに供給される。

【００４２】マニュアルバルブ３２０は、走行レンジと
してのＤレンジ（ドライブレンジ）ポート３２３及び後
退レンジとしてのＲレンジ（リバースレンジ）ポート３
２１がシャトル弁８０を介してコントロールバルブ５０
のライン圧ポート５３Ｅ、５３Ｆに接続されており、マ
ニュアルバルブ３２０がＤレンジにあるとき、Ｄレンジ
ポート３２３にポート３２２が連通されて、ライン圧Ｐ
_Lがシャトル弁８０を介してコントロールバルブ５０の
ライン圧ポート５３Ｅ、５３Ｆに供給される。

【００４３】マニュアルバルブ３２０がＲレンジにある
とき（図３の状態）、Ｒレンジポート３２１にポート３
２２が連通されてライン圧Ｐ_Lがシャトル弁８０を介し
てコントロールバルブ５０のライン圧ポート５３Ｅ、５
３Ｆに供給される。

【００４４】マニュアルバルブ３２０が停車レンジとし
てのＮレンジ（ニュートラルレンジ）になると、ポート
３２２がＤレンジポート３２３、Ｒレンジポート３２１
と遮断されるとともに、Ｄレンジポート３２３、Ｒレン
ジポート３２１がドレンポート３２４及び３２５に接続
される。

【００４５】マニュアルバルブ３２０が同じく停車レン
ジとしてのＰレンジ（パーキングレンジ）になると、ポ
ート３２２が遮断されるとともに、Ｄレンジポート３２
３、Ｒレンジポート３２１がドレンポート３２４及び３
２５に接続される。

【００４６】動力循環モードクラッチ制御用バルブ３３
０は、動力循環モードクラッチ９の締結力を制御するた
めのアクチュエータを備えた電磁弁等で構成され、動力
循環モードクラッチ制御用バルブ３３０よりライン圧Ｐ
_Lが供給されると、動力循環モードクラッチ９が締結さ
れ、動力循環モードクラッチ制御用バルブ３３０より供
給圧が減圧されると、動力循環モードクラッチ９が解放
される。

【００４７】この動力循環モードクラッチ制御用バルブ
３３０は、図４に示すコントロールユニット８０からの
信号により、シフトレバーがＮレンジまたはＰレンジに
あるとき、動力循環モードクラッチ９への供給圧を減圧
するように制御され、これによってＮレンジまたはＰレ
ンジを選択したときには、動力循環モードクラッチ９が
解放される。

【００４８】また、シフトレバーがＤレンジまたはＲレ
ンジになると、動力循環モードクラッチ９ヘライン圧Ｐ
_Lを供給するように制御され、これによって動力循環モ
ードクラッチ９が締結される。

【００４９】コントロールバルブ５０のポート５３Ｇと
油圧シリンダ３０の油室３０Ａとを連通する油路９０及
びポート５３Ｄと油圧シリンダ３０の油室３０Ｂとを連
通する油路９１は、Ｄレンジのときに油室３０Ｂの油圧
が油室３０Ａの油圧を超えないように、マニュアルバル
ブ３２０を介してリリーフ回路９５に接続されている。
なお、動力循環モードは、Ｄレンジにあるとき、所定の
運転域等で直結モードに切り換えられる。

【００５０】ここで、パワーローラ２０が入力ディスク
２１から出力ディスク２２へ伝達する伝達力は、第２油
室としての油室３０Ａの油圧を油室３０Ｂに比して相対
的に増大することでパワーローラ２０のトルク伝達力が
減少する一方、第１油室としての油室３０Ｂの油圧を相
対的に増大させることで、パワーローラ２０のトルク伝
達力が増大し、油室３０Ａ、３０Ｂの差圧を調整するこ
とで、トルク伝達力は連続的に制御される。

【００５１】そして、コントロールバルブ５０は、スプ
ール５１の端部５２ａ、５２ｅの外径が等しく設定さ
れ、また、各ランド５２ｂ〜５２ｄの外径もそれぞれ等
しく設定されて、各ランドの外径は端部の外径よりも大
きく設定される。

【００５２】ここで、信号圧Ｐ_SOLを増大させると、ス
プール５１は図中右側へ変位するため、ポート５３Ｅと
５３Ｄが連通して油圧シリンダ３０の油室３０Ｂヘライ
ン圧Ｐ_Lが供給され、油室３０Ｂに加わる油圧Ｐ_INCが増
大する一方、ランド５２ｄの変位に応じてドレンポート
５３Ｈとポート５３Ｇが連通するため、油圧シリンダ３
０の油室３０Ａはタンクと連通し、油室３０Ａの油圧Ｐ
_DECは減少し、差圧Ｐ_INC−Ｐ_DECと釣り合う位置までパ
ワーローラ２０のトルク伝達力は増大する。

【００５３】逆に、信号圧Ｐ_SOLを減少させると、スプ
ール５１は図中左側へ変位するため、ポート５３Ｇと５
３Ｅが連通して油圧シリンダ３０の油室３０Ａヘライン
圧Ｐ_Lが供給され、油室３０Ａに加わる油圧Ｐ_DECが増大
する一方、ランド５２ｂの変位に応じてドレンポート５
３Ｃとポート５３Ｄが連通するため、油圧シリンダ３０
の油室３０Ｂがタンクと連通し、油室３０Ｂの油圧Ｐ
_INCは減少し、差圧Ｐ_INC−Ｐ_DECと釣り合う位置までパ
ワーローラ２０のトルク伝達力は減少する。

【００５４】したがって、信号圧Ｐ_SOLの増減に応じて
油室３０Ａ、３０Ｂの油圧Ｐ_DEC、Ｐ_INCの差圧を調整す
れば、パワーローラ２０のトルク伝達力を制御すること
ができる。

【００５５】なお、油室３０Ａ、３０Ｂの油圧Ｐ_DEC、
Ｐ_INCの差圧がパワーローラ２０のトルク伝達力と釣り
合っている状態から信号圧Ｐ_SOLを変化させると、パワ
ーローラ２０は、釣り合い位置から図２に示す上方向ま
たは下方向へ変位する、その結果、パワーローラ２０は
トラニオン軸２３まわりに傾転し、油圧Ｐ_DEC、Ｐ_INCの
差圧がパワーローラ２０のトルク伝達力と釣り合う位置
まで変速する。

【００５６】上記のように変速比が設定された無段変速
機２の出力は、ギア２ａ、カウンタギア４０ａ、ギア４
ａから構成された無段変速機出力ギア列４０を介して、
出力軸４へ伝達されるのである。なお、変速比無限大無
段変速機の機構については、前記従来例と同様に構成さ
れる。

【００５７】ここで、変速制御装置は、図４に示すよう
に構成され、マイクロコンピュータなどで構成されたコ
ントロールユニット８０には、車速ＶＳＰを検出する車
速センサ８４、シフト位置を検出するシフトセレクタ８
３またはインヒビタスイッチ、スロットル開度ＴＶＯ
（またはアクセルペダルの踏み込み量）を検出する開度
センサ８５、パワーローラ２０及びトラニオン２３の傾
転角φ（軸回り変位）を検出する変位センサ８１からの
信号が入力され、コントロールユニット８０は、これら
運転状態に応じて目標変速比を決定し、実際の変速比で
ある傾転角φが目標値となるように、ソレノイド８２を
駆動して信号圧Ｐ_SOLを変化させるのである。

【００５８】図５〜図８は、コントロールユニット８０
で行われる変速制御の一例を示すフローチャートで、以
下、これらフローチャートを参照しながら変速制御につ
いて詳述する。なお、図５はメインルーチンを示し、図
６〜図８はシフト位置に応じたサブルーチンを示してお
り、所定時間ごとに繰り返して実行されるものである。

【００５９】まず、図５に示すステップＳ５０１では、
シフトセレクタ８３（または図示しないインヒビタスイ
ッチ）の信号から現在のシフト位置を読み込んで、ステ
ップＳ５０２では、現在のシフト位置がＮレンジまたは
Ｐレンジであれば図７のＮレンジ制御へ進み、ステップ
Ｓ５０３では、現在のシフト位置がＤレンジであれば図
６のＤレンジ制御へ進み、ステップＳ５０４では、現在
のシフト位置がＲレンジであれば図８のＲレンジ制御へ
進む。

【００６０】次に、Ｄレンジにおける制御について説明
する。

【００６１】図６に示すステップＳ６０１では、まず、
車速センサ８４からの車速ＶＳＰと、変位センサ８１か
らの傾転角φを読み込み、ステップＳ６０２では、車速
ＶＳＰ＝０Km/h、すなわち停車状態であるか否かを判定
し、停車状態であればステップＳ６０３へ進む一方、走
行状態であればステップＳ６０８へ進む。

【００６２】停車状態の場合には、ステップＳ６０３
で、目標傾転角を所定の中立位置φ０として、変位セン
サ８１が検出する実際の傾転角φが目標傾転角φ０未満
となるようにフィードバック制御を行う。

【００６３】ここで、傾転角φは、図４に示すように、
パワーローラ２０の接点と、出力ディスク２２の曲率中
心を結んだ線と、この曲率中心から入出力ディスクの回
転軸と直交する線がなす角を示す。なお、この傾転角φ
の求め方は、「大容量高効率ハーフトロイダルＣＶＴの
研究」（１９９１年１１月 社団法人自動車技術会発行
動力伝達技術の現状と将来 Ｎｏ．１１）に開示され
たものと同様である。

【００６４】そして、傾転角の中立位置φ０は、図９、
図１０に示すように、動力循環モードのときに、ギヤー
ドニュートラル、すなわち、総変速比（ＩＶＴ比）が無
限大となる点に対応した傾転角である。

【００６５】傾転角φと中立位置φ０の関係は、図１０
に示すように、動力循環モードにおいては、傾転角φが
中立位置φ０よりも小さくなると、総変速比は前進側と
なる一方、傾転角φが中立位置φ０よりも大きくなる
と、総変速比は後退側となる。

【００６６】すなわち、ステップＳ６０３では、総変速
比が前進側となるようにパワーローラ２０の傾転角φを
制御するのである。

【００６７】次に、ステップＳ６０４では、変位センサ
８１が検出した傾転角φが中立位置φ０未満になったか
否かを判定して、中立位置φ０未満であればステップＳ
６０５へ進み、そうでない場合には、ステップＳ６０３
の制御を継続する。

【００６８】傾転角φが中立位置φ０未満になったステ
ップＳ６０５では、総変速比が前進側になっているた
め、開度センサ８５からスロットル開度ＴＶＯを読み込
んでから、ステップＳ６０６でＮ→Ｄセレクト制御を行
う。

【００６９】このＮ→Ｄセレクト制御は、動力循環モー
ドクラッチ９の締結をスロットル開度ＴＶＯやエンジン
回転数Ｎｅ等に応じて徐々に行うもので、例えば、図１
１に示すように、傾転角φが前進側（＜φ０）となった
ことが判定された時間ｔ１から、動力循環モードクラッ
チ制御用バルブ３３０の開弁制御を行い、一旦、プリチ
ャージ圧Ｐｃ１まで上昇させた後に、所定時間ｔ２後
（例えば、０．８秒後）に目標油圧Ｐｃｔとなるよう徐
々に動力循環モードクラッチ９の締結を行うものであ
る。

【００７０】一方、上記ステップＳ６０２の判定で、走
行中であると判定された場合には、ステップＳ６０８へ
進んで、フラグｆが０であるか否かを判定する。

【００７１】このフラグｆは、動力循環モードクラッチ
９または直結モードクラッチ１０が締結制御中であるか
否かを判別するもので、ここでは、ｆ＝０のときに締結
制御中、ｆ＝１のときに締結制御終了状態とする。

【００７２】すなわち、ステップＳ６０８では、ｆ＝０
となる締結制御中であれば、ステップＳ６０９へ進む一
方、締結終了状態であればステップＳ６１２へ進んで通
常の変速制御を行ってから処理を終了する。

【００７３】締結制御中と判定されたステップＳ６０８
では、ステップＳ６０９で開度センサ８５が検出したス
ロットル開度ＴＶＯを読み込んでから、ステップＳ６１
０で、車速ＶＳＰとスロットル開度ＴＶＯに応じた目標
傾転角φtgtを演算するとともに、実際の傾転角φが目
標傾転角φtgtとなるようにフィードバック制御する。

【００７４】なお、目標傾転角φtgtの演算は図示しな
いマップなどによって行われる。

【００７５】そして、ステップＳ６１１では、現在の運
転状態に基づいて、動力循環モードクラッチ９または直
結モードクラッチ１０の締結制御を行う。なお、締結す
るクラッチの選択は、図９に示したように、１／総変速
比（ＩＶＴ比）の大きさ等に応じて、動力循環モードク
ラッチ９または直結モードクラッチ１０が選択される。

【００７６】こうして、上記ステップＳ６０６またはＳ
６１１で、動力循環モードクラッチ９または直結モード
クラッチ１０の締結制御を行った後には、ステップＳ６
０９でフラグｆを１にセットして締結制御終了としてか
ら処理を終了する。

【００７７】次に、図５のステップＳ５０２でＮレンジ
またはＰレンジと判定されたときのＮレンジ制御につい
て、図７のフローチャートを参照しながら詳述する。

【００７８】まず、ステップＳ７０１では、まず、車速
センサ８４からの車速ＶＳＰと、変位センサ８１からの
傾転角φを読み込み、ステップＳ７０２では、車速ＶＳ
Ｐ＝０Km/h、すなわち停車状態であるか否かを判定し、
停車状態であればステップＳ７０３へ進む一方、走行中
にＮレンジへ操作された状態であればステップＳ７０４
へ進む。

【００７９】停車状態の場合のステップＳ７０３では、
目標傾転角を所定の中立位置φ０として、変位センサ８
１が検出する実際の傾転角φ＝目標傾転角φ０となるよ
うにフィードバック制御を行う。

【００８０】一方、走行中にＮレンジへ操作された場合
のステップＳ７０４では、開度センサ８５が検出したス
ロットル開度ＴＶＯを読み込んでから、車速ＶＳＰとス
ロットル開度ＴＶＯに応じた目標傾転角φtgtを演算す
るとともに、実際の傾転角φが目標傾転角φtgtとなる
ようにフィードバック制御する。

【００８１】そして、ステップＳ７０３、７０４でフィ
ードバック制御を行った後には、フラグｆ＝０、すなわ
ち、動力循環モードクラッチ９または直結モードクラッ
チ１０の締結制御中と設定して処理を終了する。

【００８２】次に、図５のステップＳ５０４でＲレンジ
と判定されたときのＲレンジ制御について、図８のフロ
ーチャートを参照しながら詳述する。

【００８３】図８に示すステップＳ８０１では、まず、
車速センサ８４からの車速ＶＳＰと、変位センサ８１か
らの傾転角φを読み込み、ステップＳ８０２では、車速
ＶＳＰ＝０Km/h、すなわち停車状態であるか否かを判定
し、停車状態であればステップＳ８０３へ進む一方、走
行状態であればステップＳ８０８へ進む。

【００８４】停車状態の場合には、ステップＳ８０３
で、目標傾転角を所定の中立位置φ０として、変位セン
サ８１が検出する実際の傾転角φが目標傾転角φ０より
大、すなわち、上記したように傾転角φが後退側となる
ようにフィードバック制御を行う。

【００８５】次に、ステップＳ８０４では、変位センサ
８１が検出した傾転角φが中立位置φ０を超えたか否か
を判定して、中立位置φ０より大であればステップＳ８
０５へ進み、そうでない場合には、ステップＳ８０３の
制御を継続する。

【００８６】傾転角φが中立位置φ０よりも大になった
ステップＳ８０５では、総変速比が後退側になっている
ため、開度センサ８５からスロットル開度ＴＶＯを読み
込んでから、ステップＳ８０６でＮ→Ｒセレクト制御を
行う。

【００８７】このＮ→Ｒセレクト制御は、動力循環モー
ドクラッチ９の締結をスロットル開度ＴＶＯやエンジン
回転数Ｎｅ等に応じて徐々に行うもので、上記図１１と
同様に、傾転角φが後退側（＞φ０）となったことが判
定された時間ｔ１から、動力循環モードクラッチ制御用
バルブ３３０の開弁制御を行い、一旦、プリチャージ圧
Ｐｃ１まで上昇させた後に、所定時間ｔ２後（例えば、
０．８秒後）に目標油圧Ｐｃｔとなるよう徐々に動力循
環モードクラッチ９の締結を行うものである。

【００８８】一方、上記ステップＳ８０２の判定で、走
行中であると判定された場合には、ステップＳ８０８へ
進んで、フラグｆ＝０であるか否か、すなわち、後退状
態であるから、動力循環モードクラッチ９が締結制御中
であるか否かを判定する。

【００８９】ｆ＝０となる締結制御中であれば、ステッ
プＳ８０９へ進む一方、締結終了状態であればステップ
Ｓ８１２へ進んで通常の変速制御を行ってから処理を終
了する。

【００９０】締結制御中と判定されたステップＳ８０８
では、ステップＳ８０９で開度センサ８５が検出したス
ロットル開度ＴＶＯを読み込んでから、ステップＳ８１
０で、車速ＶＳＰとスロットル開度ＴＶＯに応じた目標
傾転角φtgtを演算するとともに、実際の傾転角φが目
標傾転角φtgtとなるようにフィードバック制御する。
なお、目標傾転角φtgtの演算は図示しないマップなど
によって行われる。

【００９１】そして、ステップＳ８１１では、現在の運
転状態に基づいて、動力循環モードクラッチ９の締結制
御を行う。

【００９２】こうして、上記ステップＳ８０６またはＳ
８１１で、動力循環モードクラッチ９の締結制御を行っ
た後には、ステップＳ８０９でフラグｆを１にセットし
て締結制御終了としてから処理を終了する。

【００９３】上記制御を所定時間毎に繰り返すことによ
り、車速ＶＳＰ＝０Km/hとなる停車状態では、変速比無
限大無段変速機の総変速比（ＩＶＴ比）はギヤードニュ
ートラルとなる傾転角の中立位置φ０から、シフトセレ
クタ８３で選択したシフト位置に応じた進行方向へトル
クが伝達されるように制御され、Ｄレンジで停車中の場
合には、傾転角φが中立位置φ０よりも前進側となるよ
う設定されるため、発進時には必ず、前進方向へトルク
が伝達され、一方、Ｒレンジで停車中の場合には、傾転
角φが中立位置φ０よりも後退側となるよう設定される
ため、発進時には必ず、後退方向へトルクが伝達され、
前記従来例のように運転者が操作した進行方向と逆方向
にトルクが伝達されるのを確実に防止して、変速比無限
大無段変速を備えた車両の運転性を大幅に向上させるこ
とができるのである。

【００９４】そして、ＮレンジまたはＲレンジのときに
は、傾転角φが中立位置φ０となるように制御され、こ
の停車状態からＤレンジまたはＲレンジに設定される
と、パワーローラ２０の傾転角φが中立位置φ０よりも
前進側または後退側となるまでは、上記ステップＳ６０
４、Ｓ８０４で動力循環モードクラッチ９の締結が禁止
されるため、Ｎ→ＤまたはＮ→Ｒセレクト操作でも、発
進時には必ず、進行方向へトルクが伝達されるので、前
記従来例のように運転者が操作した進行方向と逆方向に
トルクが伝達されるのを確実に防止して、変速比無限大
無段変速を備えた車両の運転性を大幅に向上させること
ができるのである。

【００９５】さらに、Ｎ→ＤまたはＮ→Ｒセレクト操作
の際には、動力循環モードクラッチ９の締結を徐々に行
うようにしたため、ＮレンジまたはＲレンジの無負荷状
態では変速速度が過大になりやすいトロイダル型無段変
速機２を用いた場合でも、例えば、Ｎ→Ｄセレクト操作
を行った場合では、図１１に示すように、Ｎレンジから
Ｄレンジへ操作して、傾転角φが前進側になったと判定
された時間ｔ１から動力循環モードクラッチ９の締結油
圧は、一旦プリチャージ圧Ｐｃ１まで立ち上がった後
に、徐々に目標油圧Ｐｃｔまで増大するため、傾転角φ
が無段変速機２の最Ｈｉ側の変速比（図中前進方向）ま
で変位した場合でも、所定時間が経過する時間ｔ２まで
に、ギヤードニュートラルの中立位置φ０へ向けて緩や
かに変化するため、変速ショックを与えることがなく、
円滑な変速制御を行って、変速比無限大無段変速を備え
た車両の運転性を大幅に向上させることができるのであ
る。

【００９６】一方、Ｄレンジ等で走行中にＮレンジへシ
フト操作が行われた場合には、車速ＶＳＰとスロットル
開度ＴＶＯ等の運転状態に応じた傾転角φtgtとなるよ
うに変速制御が行われるため、再びＮレンジからＤレン
ジへ復帰した場合には、変速ショックを生じることなく
円滑に元のシフト位置へ復帰することができ、変速比無
限大無段変速を備えた車両の運転性を大幅に向上させる
ことができるのである。

【００９７】なお、上記実施形態において、パワーロー
ラ２０の傾転角φを検出する手段として変位センサ８１
を用いたが、図示はしないが、入力ディスク２１と出力
ディスク２２の回転数の比からパワーローラ２０の傾転
角φを換算してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す変速比無限大無段変
速機の概略構成図。

【図２】同じく無段変速機のコントロールバルブを示す
油圧回路図。

【図３】同じくマニュアルバルブと動力循環モードクラ
ッチを含めた油圧回路図。

【図４】変速制御の概念構成図。

【図５】コントロールユニットで行われる制御の一例を
示すフローチャートで、メインルーチンを示す。

【図６】同じくフローチャートでＤレンジ制御のサブル
ーチンを示す。

【図７】同じくフローチャートでＮレンジ制御のサブル
ーチンを示す。

【図８】同じくフローチャートでＲレンジ制御のサブル
ーチンを示す。

【図９】無段変速機の変速比（ＣＶＴ比）と１／総変速
比（ＩＶＴ比）の関係を示すグラフ。

【図１０】パワーローラの傾転角と無段変速機の変速比
（ＣＶＴ比）の関係を示すグラフ。

【図１１】動力循環モードクラッチの締結油圧及びパワ
ーローラの傾転角と時間の関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１ ユニット入力軸 ２ 無段変速機 ３ 一定変速機 ４ 無段変速機出力軸 ５ 遊星歯車機構 ６ ユニット出力軸 ７ 変速機出力ギヤ ８ 動力循環モードクラッチ ９ 直結モードクラッチ ２０ パワーローラ ２１ 入力ディスク ２２ 出力ディスク ２３ トラニオン軸 ３０ 油圧シリンダ ３０Ａ、３０Ｂ 油室 ３１ ピストン ５０ コントロールバルブ ８０ コントローラ ８１ 変位センサ ８２ ソレノイド ８３ シフトセレクタ ８４ 車速センサ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入出力ディスクに挟持されたパワーロー
   ラを傾転させることで変速比を連続的に変更する無段変
   速機と一定変速機とをユニット入力軸にそれぞれ連結す
   るとともに、無段変速機と一定変速機の出力軸を遊星歯
   車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッ
   チを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段
   変速機と、 車両の運転状態に応じて前記動力循環モードクラッチを
   締結する動力循環モード及び直結モードクラッチを締結
   する直結モードのうちの一方を選択するとともに、無段
   変速機のパワーローラの傾転角を制御する変速制御手段
   とを備えた変速比無限大無段変速機の変速御装置におい
   て、 車両の運転状態として少なくとも車速を検出する車速検
   出手段と、 少なくとも走行レンジと停車レンジを備えるとともに、
   これらレンジを選択する変速指令手段と、 前記パワーローラの傾転角を検出する実変速比検出手段
   とを備え、 前記変速制御手段は、前記車速が０のときには、変速指
   令手段が選択したレンジの進行方向に対応するよう、前
   記パワーローラの傾転角を設定することを特徴とする変
   速比無限大無段変速機の変速御装置。
2. 【請求項２】 入出力ディスクに挟持されたパワーロー
   ラを傾転させることで変速比を連続的に変更する無段変
   速機と一定変速機とをユニット入力軸にそれぞれ連結す
   るとともに、無段変速機と一定変速機の出力軸を遊星歯
   車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッ
   チを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段
   変速機と、 車両の運転状態に応じて前記動力循環モードクラッチを
   締結する動力循環モード及び直結モードクラッチを締結
   する直結モードのうちの一方を選択するとともに、無段
   変速機のパワーローラの傾転角を制御する変速制御手段
   とを備えた変速比無限大無段変速機の変速御装置におい
   て、 車両の運転状態として少なくとも車速を検出する車速検
   出手段と、 少なくとも走行レンジと停車レンジを備えるとともに、
   これらレンジを選択する変速指令手段と、 前記パワーローラの傾転角を検出する実変速比検出手段
   とを備えて、 前記変速制御手段は、前記車速が０で、変速指令手段が
   停車レンジを選択したときには、前記パワーローラの傾
   転角をギヤードニュートラルに対応した値に設定するこ
   とを特徴とする変速比無限大無段変速機の変速御装置。
3. 【請求項３】 入出力ディスクに挟持されたパワーロー
   ラを傾転させることで変速比を連続的に変更する無段変
   速機と一定変速機とをユニット入力軸にそれぞれ連結す
   るとともに、無段変速機と一定変速機の出力軸を遊星歯
   車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッ
   チを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段
   変速機と、 車両の運転状態に応じて前記動力循環モードクラッチを
   締結する動力循環モード及び直結モードクラッチを締結
   する直結モードのうちの一方を選択するとともに、無段
   変速機のパワーローラの傾転角を制御する変速制御手段
   とを備えた変速比無限大無段変速機の変速御装置におい
   て、 車両の運転状態として少なくとも車速を検出する車速検
   出手段と、 少なくとも進行方向を選択可能な走行レンジ及び停車レ
   ンジを備えるとともに、これらレンジを選択する変速指
   令手段と、 前記パワーローラの傾転角を検出する実変速比検出手段
   とを備えて、 前記変速制御手段は、前記車速が０で、変速指令手段が
   走行レンジを選択したときには、前記パワーローラの傾
   転角をギヤードニュートラルよりも走行レンジの進行方
   向側に設定することを特徴とする変速比無限大無段変速
   機の変速御装置。
4. 【請求項４】 入出力ディスクに挟持されたパワーロー
   ラを傾転させることで変速比を連続的に変更する無段変
   速機と一定変速機とをユニット入力軸にそれぞれ連結す
   るとともに、無段変速機と一定変速機の出力軸を遊星歯
   車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッ
   チを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段
   変速機と、 車両の運転状態に応じて前記動力循環モードクラッチを
   締結する動力循環モード及び直結モードクラッチを締結
   する直結モードのうちの一方を選択するとともに、無段
   変速機のパワーローラの傾転角を制御する変速制御手段
   とを備えた変速比無限大無段変速機の変速御装置におい
   て、 車両の運転状態として少なくとも車速とアクセルペダル
   の踏み込み量を検出する手段と、 少なくとも走行レンジと停車レンジを備えるとともに、
   これらレンジを選択する変速指令手段と、 前記パワーローラの傾転角を検出する実変速比検出手段
   とを備えて、 前記変速制御手段は、前記車速が０よりも大または小
   で、変速指令手段が停車レンジを選択したときには、前
   記パワーローラの傾転角を車速とアクセルペダルの踏み
   込み量に基づいて設定することを特徴とする変速比無限
   大無段変速機の変速御装置。
5. 【請求項５】 前記実変速比検出手段は、前記入力ディ
   スク及び出力ディスクの回転数の比またはこの比に相当
   する値に基づいて、パワーローラの傾転角を検出するこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載の変速比
   無限大無段変速機の変速御装置。
6. 【請求項６】 前記変速制御手段は、前記車速が０で、
   変速指令手段が走行レンジを選択したときに、前記パワ
   ーローラの傾転角がギヤードニュートラルよりも走行レ
   ンジの進行方向とは反対側にある間は、前記動力循環モ
   ードクラッチの締結を禁止することを特徴とする請求項
   ３に記載の変速比無限大無段変速機の変速御装置。
7. 【請求項７】 前記変速制御手段は、前記パワーローラ
   の傾転角がギヤードニュートラルよりも走行レンジの進
   行方向側となってから前記動力循環モードクラッチを徐
   々に締結することを特徴とする請求項６に記載の変速比
   無限大無段変速機の変速御装置。