JP2000055177A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン出力を油圧作動式の無段変速機構を
経由して駆動輪に伝達する第１経路と経由しないで伝達
する第２経路との二つの動力伝達経路を有する無段変速
機において、該無段変速機構に対して供給される変速制
御用油圧を生成する作動油の温度が低い場合における油
圧の立上り遅れに起因して発生する該無段変速機構の耐
久性及び変速制御上の問題を解消することを課題とす
る。 【解決手段】 エンジン１の出力がトルクコンバータ２
０を介して入力されるタービンシャフト３と無段変速機
構３０との間に始動クラッチ５０を、無段変速機構３０
と出力シャフト６との間に動力伝達クラッチ１１０を配
設し、両クラッチ５０，１１０が共に締結されたときに
第１経路が達成され、いずれかのクラッチ５０，１１０
が解放されたときに第２経路が達成されるようにし、充
分に変速制御用油圧が立つまでは始動クラッチ５０を締
結しないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無段変速機の制御
装置、特に、油圧作動式の無段変速機構を備えると共
に、エンジン出力をこの無段変速機構を介して駆動輪に
伝達する経路とバイパスして伝達する経路との二つの動
力伝達経路を有する無段変速機の制御装置の技術分野に
属する。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載される無段変速機は、エンジ
ン側から入力される入力回転数と駆動輪側へ出力される
出力回転数との間の変速比を無段階に変化させることに
より変速ショックのない滑らかな変速を実現するもので
あるが、この種の変速機のなかには、例えば特開平８−
１３５７５３号公報に開示されているように、エンジン
と駆動輪との間の動力伝達経路として、エンジン出力を
無段変速機構を介して駆動輪に伝達する第１動力伝達経
路と、無段変速機構を介さずにバイパスして駆動輪に伝
達する第２動力伝達経路との二つの経路を有し、これら
の経路を車速やエンジン回転数あるいはスロットル開度
等の車両の走行状態に応じて、例えば低車速時には第２
動力伝達経路が選択される一方、高車速時には第１動力
伝達経路が選択されるように、これらの経路を切り換え
るようにしたものが知られている。

【０００３】このような所謂２モード方式の無段変速機
によれば、発進時や加速時等のように伝達トルクが大き
いときには、動力伝達経路を第２動力伝達経路に切り換
えて、エンジン出力が無段変速機構をバイパスするよう
にすることで、該無段変速機構のトルク容量の大型化を
回避し、変速機全体としての軽量化ないしコンパクト化
を図ることができると共に、定常走行時等のように伝達
トルクが大きくないときには、動力伝達経路を第１動力
伝達経路に切り換えて、エンジン出力が無段変速機構を
経由するようにすることで、該無段変速機構の特質を生
かした変速ショックのない円滑な変速を実現することが
できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の無
段変速機に備えられる無段変速機構は、一般に、作動油
の給排により生成される油圧を受け、該油圧に基づいて
作動する油圧作動式のものが広く用いられる。

【０００５】例えば、トロイダル面を有する入力ディス
クと出力ディスクとの間に介設したローラの傾転角を変
化させることにより両ディスク間の動力伝達の変速比を
無段階に変化させるように構成されたトロイダル式の無
段変速機構の場合では、上記ローラを回転自在に支持す
るトラニオンと称される支持部材が備えられる。そし
て、このトラニオンにはピストンが設けられて、このピ
ストンを介して該トラニオンに対して所定の変速制御用
の油圧を作用させ、これにより該トラニオン及びローラ
をディスクに対して所定量だけ移動させることが行なわ
れる。その結果、上記ローラが両ディスクの相互に逆方
向の回転を受けて上記変速制御用油圧に応じた角度で傾
転する。

【０００６】また、例えば、可動円錐板と固定円錐板と
からなる入力プーリと出力プーリとの間に巻き掛けた無
端ベルトの有効ピッチ径を変化させることにより両プー
リ間の動力伝達の変速比を無段階に変化させるように構
成されたベルト式の無段変速機構の場合では、上記可動
円錐板に対して所定の変速制御用の油圧を作用させ、こ
れにより該可動円錐板を固定円錐板に対して所定量だけ
近接離反させることが行なわれる。その結果、両円錐板
間の間隔が変化して上記変速制御用油圧に応じた値でベ
ルトの有効ピッチ径が変化する。

【０００７】ここで、このような作動油は温度が下がる
に従って粘度が高くなり、流動性が低下する性質を一般
に有するから、冷寒時やエンジン始動直後のように作動
油の温度が低いときは高いときに比べて上記のトラニオ
ンや可動円錐板に作用させる油圧の応答性が低下し、油
圧が正常値にまで充分に立ち上がるまで時間がかかるこ
とになる。

【０００８】したがって、そのような状態で、エンジン
出力を無段変速機構を介して駆動輪に伝達する第１動力
伝達経路が選択されると、該無段変速機構に対する制御
用油圧の調整や供給に遅れが生じ、所定の目標変速比が
応答性よく達成されなかったり、予期せぬ変速が起こっ
たりする等、変速制御上の不具合が生じる。

【０００９】また、そればかりではなく、例えばトロイ
ダル式の無段変速機構の場合では、動力伝達及び変速制
御を行なうために、ローラを支持する上記トラニオンを
ピストン油圧により支えておく必要があるのであるが、
該トラニオンに作用させるピストン油圧がまだ充分には
立ち上がっていない時点から無段変速機構にトルクが入
力されてディスクが回転し始めると、該入力トルクに対
抗して支えておくべきトラニオンないしローラの姿勢が
自重やディスクの回転に引き摺られて大きくくずれ、ロ
ーラがディスクに対して異常に大きな角度で傾転した
り、あるいはロックしたりする。このとき潤滑油もまた
流動性の低下により噴出され難い状態にあるから、ロー
ラとディスクとの接触部が著しく高温に発熱したり損傷
したりする等、無段変速機構の耐久性の面での不具合が
生じるのである。さらにこのとき同時に不快な振動が発
生したりもする。

【００１０】本発明は、油圧作動式の無段変速機構を備
え、且つこの無段変速機構を経由する第１動力伝達経路
と経由しない第２動力伝達経路とを車両の走行状態に応
じて切り換えるように構成された無段変速機における上
記のような不具合に対処するもので、低油温時における
無段変速機構の耐久性及び変速制御の信頼性を図り、ひ
いては走行安定性を確保することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では次のような手段を用いる。

【００１２】まず、本願の特許請求の範囲の請求項１に
記載の発明（以下「第１発明」という。）は、エンジン
出力を無段変速機構を介して駆動輪に伝達する第１動力
伝達経路と、無段変速機構を介さずに伝達する第２動力
伝達経路とを有すると共に、車両の走行状態を検出する
走行状態検出手段と、該検出手段の検出結果に応じて上
記動力伝達経路を切り換える動力伝達経路切換手段とを
備える無段変速機の制御装置であって、上記無段変速機
構が、作動油の給排により生成される油圧を受けて作動
する油圧作動式のものであると共に、上記作動油の温度
に関連する値を検出する油温関連値検出手段と、該検出
手段で検出された作動油の温度に関連する値が、作動油
の温度が所定の温度より低いことを示しているときは、
上記第１動力伝達経路が選択されないように上記動力伝
達経路切換手段を制御する制御手段とが設けられている
ことを特徴とする。

【００１３】この第１発明によれば、作動油の温度が所
定温度より低いと判定されている期間中は、油圧作動式
の無段変速機構を経由させてエンジン出力を駆動輪に伝
達する第１動力伝達経路が選択されないから、低油温時
に油圧の立上りが遅れることに起因して発生する無段変
速機構の変速制御上の問題及び耐久性の面での問題が回
避され、走行安定性の確保が図られる。

【００１４】なお、作動油の温度に関連する値として
は、作動油の温度の他、エンジン水温等が含まれ、ま
た、作動油の粘度や流動性あるいは油圧の立上りの状態
等を直接みるようにしてもよい。

【００１５】また、請求項２に記載の発明（以下「第２
発明」という。）は、上記第１発明において、油温関連
値検出手段は、作動油の温度に関連する値としてエンジ
ン始動後の経過時間を計測し、制御手段は、該経過時間
が所定時間より短いときに作動油の温度が所定温度より
低いと判定することを特徴とする。

【００１６】この第２発明によれば、特に、作動油の温
度に関連する値としてエンジン始動後の経過時間を用い
るようにしたから、エンジンの始動からまだあまり時間
が経過していないときは油温が低いと判定でき、作動油
の温度に関連する値を検出するための専用のセンサ等の
装置や器具を備える必要がなくなる。

【００１７】そして、請求項３に記載の発明（以下「第
３発明」という。）は、上記第１発明において、エンジ
ンと無段変速機構との間にクラッチ機構が配設され、制
御手段は、このクラッチ機構を解放させることにより上
記第１動力伝達経路が選択されないようにすると共に、
エンジンの始動時にも上記クラッチ機構を解放させるこ
とを特徴とする。

【００１８】この第３発明によれば、特に、エンジン始
動時には該エンジンと無段変速機構とが切り離された状
態となるから、無段変速機構の抵抗を受けずにエンジン
始動が行なえ、エンジン始動性が改良されることにな
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を説明す
ることにより本発明をさらに詳しく説述する。

【００２０】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
無段変速機１０を搭載した所謂ＦＦ（フロントエンジン
・フロントドライブ）車両の機械的構成を示す骨子図で
あって、主たる構成要素として、横置に配置されたエン
ジン１の出力軸２に連結されたトルクコンバータ２０
と、このトルクコンバータ２０の出力が伝達されるトロ
イダル式無段変速機構３０と、遊星歯車式の前後進切換
機構４０とが備えられている。

【００２１】上記トルクコンバータ２０は、エンジン出
力軸２に連結されたケーシング２１と一体のポンプ２２
と、このポンプ２２に対向配置されて該ポンプ２２によ
り作動油を介して駆動されるタービン２３と、該タービ
ン２３と上記ポンプ２２との間に介設されると共にトル
クコンバータハウジング２４にワンウェイクラッチ２５
を介して支持されたステータ２６と、上記タービン２３
とケーシング２１とを直結させるロックアップクラッチ
２７とを有する。そして、上記タービン２３の回転が、
後述する始動クラッチ５０の締結時に、タービンシャフ
ト３を介して無段変速機構３０側に出力されるようにな
っている。ここで、上記エンジン出力軸２にはタービン
シャフト３内を貫通するポンプシャフト４が連結されて
おり、該シャフト４の反エンジン側端部にオイルポンプ
５が設けられている。

【００２２】また、上記無段変速機構３０は、上記ター
ビンシャフト３上に回転自在に対向配置された入力ディ
スク３１及び出力ディスク３２と、それぞれトラニオン
３３，３４により回転自在に支持され、上記両ディスク
３１，３２間に回転自在且つ傾転自在に介設された一対
のパワーローラ３５，３６とを有する。また、タービン
シャフト３の反エンジン側の端部には、上記入力ディス
ク３１の反エンジン側に配置されたローディングカム機
構のカムディスク３７とタービンシャフト３とを連結す
る始動クラッチ５０が配設されている。

【００２３】したがって、この始動クラッチ５０が締結
されたときには、トルクコンバータ２０の出力がタービ
ンシャフト３、該クラッチ５０及びカムディスク３７を
介して無段変速機構３０の入力ディスク３１に入力さ
れ、各パワーローラ３５，３６の傾転角度に応じた所定
の変速比で入力ディスク３１の回転が変速されて出力デ
ィスク３２に伝達されるようになっている。

【００２４】一方、上記タービンシャフト３の側方には
出力シャフト６が平行に配置されており、この出力シャ
フト６上に前後進切換機構４０が配設されている。

【００２５】この前後進切換機構４０はダブルピニオン
式の遊星歯車機構で構成されており、出力シャフト６に
結合されたサンギヤ４１がインナピニオン４２に噛合さ
れていると共に、このインナピニオン４２とアウタピニ
オン４３とを固定支持するキャリヤ４４の一端側が、上
記出力シャフト６に遊嵌合された中空シャフト７の反エ
ンジン側端部に結合されている。そして、このキャリヤ
４４の他端側がフォワードクラッチ６０を介して上記出
力シャフト６の反エンジン側端部に連結されている。ま
た、上記アウタピニオン４３に噛合するリングギヤ４５
がリバースブレーキ７０を介して変速機ケーシング１８
０に連結されている。

【００２６】上記中空シャフト７は出力シャフト６と同
一軸線上に配置されており、この中空シャフト７のエン
ジン側端部と上記タービンシャフト３との間に、減速歯
車機構としての第１ギヤ列（ローモードギヤ列）８０が
介設されている。すなわち、タービンシャフト３に結合
された第１ギヤ８１がアイドルギヤ８２に噛合されてい
ると共に、このアイドルギヤ８２に噛合された大径の第
２ギヤ８３が、ワンウェイクラッチ９０を介して上記中
空シャフト７に連結されている。その場合に、上記ワン
ウェイクラッチ９０は、中空シャフト７側の回転がター
ビンシャフト３側の回転よりも大きくなったときに空転
するようになっている。

【００２７】また、上記無段変速機構３０における出力
ディスク３２と中空シャフト７との間に第２ギヤ列（ハ
イモードギヤ列）１００が介設されている。すなわち、
出力ディスク３２と一体回転する第１ギヤ１０１と噛合
するほぼ同径の第２ギヤ１０２が、動力切換クラッチ１
１０を介して上記中空シャフト７に連結されている。

【００２８】ここで、上記第１ギヤ列８０の減速比は無
段変速機構３０の最大減速比よりも大きな値に設定され
ている。

【００２９】したがって、動力切換クラッチ１１０を解
放した状態においては、始動クラッチ５０の締結又は解
放状態に拘らず、トルクコンバータ２０の出力が、ロー
モードとしての第１ギヤ列８０からワンウェイクラッチ
９０を経て中空シャフト７に伝達され、無段変速機構３
０をバイパスして伝達されることになる（第２動力伝達
経路）。一方、動力切換クラッチ１１０を締結し、且つ
始動クラッチ５０も締結したときには、上記ワンウェイ
クラッチ９０が空転し、トルクコンバータ２０の出力
が、該始動クラッチ５０から無段変速機構３０、ハイモ
ードとしての第２ギヤ列１００、動力切換クラッチ１１
０を経て中空シャフト７に伝達され、無段変速機構３０
を経由して伝達されることになる（第１動力伝達経
路）。

【００３０】一方、上記出力シャフト６のエンジン側端
部に結合された出力ギヤ１２１と差動装置１３０に設け
られたデファレンシャルギヤ１２３との間にはカウンタ
ギヤ１２２が介設されており、出力シャフト６から出力
されたエンジン出力が、上記出力ギヤ１２１とカウンタ
ギヤ１２２とデファレンシャルギヤ１２３とで構成され
るファイナルギヤ列１２０を経由して差動装置１３０に
伝達された後、該差動装置１３０に連結された左右のド
ライブシャフト８，９に伝達されるようになっている。

【００３１】次に、上記無段変速機構３０の構成と作用
をより詳しく図２に基づいて説明すると、入、出力ディ
スク３１，３２間に介設された一対のローラー３５，３
６は、これらのディスク３１，３２のほぼ半径方向に延
びるシャフト３８，３８を介してトラニオン３３，３４
にそれぞれ支持され、入、出力ディスク３１，３２の互
いに対向するトロイダル面の円周上の１８０°反対側に
上下に平行に配置されており、その周面の１８０°反対
側の２箇所で上記両ディスク３１，３２のトロイダル面
にそれぞれ対接している。

【００３２】また、上記トラニオン３３，３４は、変速
機ケーシング１８０に組み付けられた左右の支持部材３
９，３９間に支持され、両ディスク３１，３２の接線方
向であってローラー３５，３６のシャフト３８，３８に
直交する軸心Ｘ，Ｘ回りの回動及び該軸心Ｘ，Ｘ方向の
直線往復運動が可能とされている。そして、これらのト
ラニオン３３，３４に、上記軸心Ｘ，Ｘに沿って一側方
に延びるロッド１４１，１４１が連設され、次に説明す
る変速制御ユニット１５０により、これらのロッド１４
１，１４１を介して、トラニオン３３，３４が上記Ｘ，
Ｘ方向に駆動され、これに伴ってローラー３５，３６が
入、出力ディスク３１，３２間で傾転されるようになっ
ている。

【００３３】つまり、変速制御ユニット１５０は、トラ
ニオン駆動部１５１と油圧制御部１５２とを有し、トラ
ニオン駆動部１５１に、上方に位置する第１トラニオン
３３のロッド１４１に取り付けられた増速用及び減速用
のピストン１４２，１４３と、下方に位置する第２トラ
ニオン３４のロッド１４１に取り付けられた同じく増速
用及び減速用のピストン１４４，１４５とが備えられ、
上方のピストン１４２，１４３の互いに対向する面側に
増速用及び減速用油圧室１４６，１４７が、また、下方
のピストン１４４，１４５の互いに対向する面側に増速
用及び減速用油圧室１４８，１４９がそれぞれ設けられ
ている。

【００３４】そして、上記油圧制御部１５２で生成され
た増速用油圧が第１トラニオン３３の増速用油圧室１４
６と第２トラニオン３４の増速用油圧室１４８とに供給
され、また、同じく油圧制御部１５２で生成された減速
用油圧が第１トラニオン３３の減速用油圧室１４７と第
２トラニオン３４の減速用油圧室１４９とに供給される
ようになっている。

【００３５】そして、各トラニオン３３，３４の増速用
油圧室１４６，１４８に供給されている増速用油圧が減
速用油圧室１４７，１４９に供給されている減速用油圧
に対して相対的に高くなると、第１トラニオン３３は図
２において右側に、第２トラニオン３４は左側にそれぞ
れ移動することになる。このとき、図示されている出力
ディスク３２がｘ方向に回転しているものとすると、第
１ローラー３５は、右側への移動により該出力ディスク
３２から下向きの力を受け、図面の手前側にあって反ｘ
方向に回転している入力ディスク３１からは上向きの力
を受けることになる。また、第２ローラー３６は、左側
への移動により、出力ディスク３２から上向きの力を受
け、入力ディスク３１からは下向きの力を受けることに
なる。その結果、上下のローラー３５，３６とも、入力
ディスク３１との接触位置は半径方向の外側に、出力デ
ィスク３２との接触位置は半径方向の内側に移動するよ
うに傾転し、当該無段変速機構３０の変速比が小さくな
る（増速）。これに準じて、減速用油圧が増速用油圧に
対して相対的に高くなると、当該無段変速機構３０の変
速比が大きくなる（減速）。

【００３６】そして、この車両には、図３に示すよう
に、コントローラ１６０が備えられて、このコントロー
ラ１６０に、シフトレバーによるレンジの選択位置を検
出するシフト位置センサ１６１、エンジン１のスロット
ルバルブの開度を検出するスロットルセンサ１６２、エ
ンジン出力軸２の回転数を検出するエンジン回転センサ
１６３、タービンシャフト３の回転数を検出するタービ
ン回転センサ１６４、出力シャフト６の回転数を検出す
る出力回転センサ１６５、無段変速機構３０の入力ディ
スク３１の回転数を検出する入力ディスク回転センサ１
６６、出力ディスク３２の回転数を検出する出力ディス
ク回転センサ１６７、トラニオン３３，３４の増速用油
圧室１４６，１４８に供給される増速用油圧の値を検出
する増速用油圧センサ１６８、及び減速用油圧室１４
７，１４９に供給される減速用油圧の値を検出する減速
用油圧センサ１６９からの信号が入力されるようになっ
ている。

【００３７】また、上記変速制御ユニット１５０の油圧
制御部１５２には、上記トラニオン３３，３４の各ピス
トン１４２〜１４５に作用させる増速用油圧及び減速用
油圧を生成する三層弁１７１が備えられ、上記コントロ
ーラ１６０は、上記の各センサ１６１〜１６９からの信
号に基づいて、上記三層弁１７１を駆動させるステッピ
ングモータ１７２に対して変速比制御用の信号を出力す
ると共に、始動クラッチ５０、フォワードクラッチ６
０、リバースブレーキ７０、動力切換クラッチ１１０及
びトルクコンバータ２０のロックアップクラッチ２７の
各油圧室への作動油の給排状態を切り換える各ソレノイ
ドバルブ１７３〜１７７に対して上記クラッチ等の作動
状態切換制御用の信号を出力するようになっている。

【００３８】次に、このコントローラ１６０が行なう制
御のうち、特に始動クラッチ５０及び動力切換クラッチ
１１０に対する作動制御、すなわち第１動力伝達経路と
第２動力伝達経路との切換制御の具体的動作の一例を、
図４及び図５を参照しながら、図６に示すフローチャー
トに従って説明する。

【００３９】まず、エンジン１の始動時には、始動クラ
ッチ５０及び動力切換クラッチ１１０ともに解放された
状態にあり、したがって、この状態では、ローモードで
ある第２動力伝達経路、つまりエンジン出力を無段変速
機構３０を介さずに左右のドライブシャフト８，９ない
し駆動輪に伝達する経路が達成されている。

【００４０】そして、コントローラ１６０は、ステップ
Ｓ１でシフト位置を検出し、その結果、Ｄレンジであれ
ば（ステップＳ２）、ステップＳ３に進んで、増速用油
圧ＰＨ及び減速用油圧ＰＬの値を読み込み、次のステッ
プＳ４，Ｓ５でこれらの増速用油圧ＰＨ及び減速用油圧
ＰＬの値が共に所定油圧ＰＨｏ、ＰＬｏ以上に高けれ
ば、ステップＳ６で始動クラッチ５０を締結する。

【００４１】これにより、無段変速機構３０にエンジン
出力が入力され、入力ディスク３１が回転を開始するこ
とになるが、この時点では、まだ動力切換クラッチ１１
０が解放された状態にあり、したがって第２動力伝達経
路が維持され、無段変速機構３０は空転することにな
る。しかしながら、該無段変速機構３０のトラニオン３
３，３４を入力トルクに対抗して支える増速用油圧ＰＨ
及び減速用油圧ＰＬの値が共に所定油圧ＰＨｏ、ＰＬｏ
以上に高くなっているから、入力ディスク３１が回転を
開始しても、上記トラニオン３３，３４ないしローラ３
５，３６の姿勢がくずれず、これらの耐久性が確保され
ることになる。

【００４２】次に、コントローラ１６０は、ステップＳ
７で、出力シャフト６の回転数等から演算される車速、
エンジン回転数、及びスロットル開度を読み込み、これ
らの値を上記パラメータに基づいて予め設定されている
変速特性のマップにあてはめて、車両の走行状態がハイ
モードの領域にあるか否かを判定する（ステップＳ
８）。

【００４３】次いで、コントローラ１６０は、ステップ
Ｓ９で、入力ディスク回転数Ｎｉ及び出力ディスク回転
数Ｎｏを読み込み、これらの値から求められる比の値ｉ
（＝入力ディスク回転数Ｎｉ／出力ディスク回転数Ｎ
ｏ）が所定値ｉ１とｉ２との間の範囲内にあるときは
（ステップＳ１０）、動力切換クラッチ１１０を締結す
る（ステップＳ１１）。

【００４４】これにより、始動クラッチ５０及び動力切
換クラッチ１１０ともに締結された状態となって、ハイ
モードである第１動力伝達経路、つまりエンジン出力を
無段変速機構３０を介して左右のドライブシャフト８，
９ないし駆動輪に伝達する経路に切り換えられることに
なるが、この時点では、前述したように、該無段変速機
構３０のトラニオン３３，３４を入力トルクに対抗して
支える増速用油圧ＰＨ及び減速用油圧ＰＬの値が共に所
定油圧ＰＨｏ、ＰＬｏ以上に高くなっているから、該ト
ラニオン３３，３４ないしローラ３５，３６の姿勢がく
ずれず、この無段変速機構３０における変速比制御が安
定して行なわれ、走行安定性が確保されることになる。

【００４５】このような始動クラッチ５０及び動力切換
クラッチ１１０の作動制御、特に無段変速機構３０に供
給する増速用油圧ＰＨ及び減速用油圧ＰＬの値が充分高
くなってから始動クラッチ５０を締結させる制御を行な
うことにより、低油温時に油圧の立上りが遅れることに
起因して発生する無段変速機構３０の変速制御上の問題
及び耐久性の面での問題が回避され、走行安定性の確保
が図られることになる。

【００４６】そして、そののちは、コントローラ１６０
は、ステップＳ１２〜Ｓ１５において、再び車速等の車
両の走行状態を読み込み、ハイモードの領域かローモー
ドの領域かに応じて動力切換クラッチ１１０の締結又は
解放の作動状態を切り換えることになる。

【００４７】また、エンジン１の始動時には、始動クラ
ッチ５０が解放された状態とされるから、これにより、
エンジン始動時には該エンジン１と無段変速機構３０と
が切り離された状態となり、無段変速機構３０の抵抗を
受けずにエンジン１の始動が行なえ、エンジン始動性が
改良されることになる。

【００４８】なお、上記実施形態では、始動クラッチ５
０を締結させるか否かの判定を、ステップＳ３〜Ｓ５で
増速用油圧ＰＨ及び減速用油圧ＰＬを直接みることによ
って行なうようにしたが、これに代えて、油温センサを
備え、該センサで検出される油温Ｔが所定温度Ｔｏ以上
高いときに始動クラッチ５０を締結させ、低いときに解
放させるようにしてもよい。

【００４９】また、図７に示すように、上記ステップＳ
３〜Ｓ５に代えて、エンジン１が始動してからの経過時
間Ｔｉｍを計測し（ステップＳ３ａ）、該経過時間Ｔｉ
ｍが所定時間Ｔｉｍｏを越えたときに始動クラッチ５０
を締結させ、それまでは解放させるようにしてもよい
（ステップＳ４ａ及びＳ６）。これによれば、油温及び
油温に関連する値を検出するための上記増速用油圧セン
サ１６８や減速用油圧センサ１６９もしくは油温センサ
等を備える必要がなくなる。

【００５０】さらに、上記実施形態では、最終的にハイ
モードの第１動力伝達経路に切り換えるべく動力切換ク
ラッチ１１０を締結させるか否かの判定を、ステップＳ
９，Ｓ１０において入力ディスク回転数Ｎｉ及び出力デ
ィスク回転数Ｎｏを用いて行なうようにしたが、これに
代えて、ローラ３５，３６の傾転角を検出する傾転角セ
ンサを備え、該センサで検出されるローラ３５，３６の
傾転角θが所定値θ１とθ２との間の範囲内にあるとき
に始動クラッチ５０を締結させ、それ以外のときに解放
させるようにしてもよい。

【００５１】図８及び図９は、上記の第１実施形態にお
けるトルクコンバータ２０に代えて、エンジン出力軸２
にマス部材１９１を連結し、且つ該マス部材１９１とタ
ービンシャフト３との間に発進クラッチ１９２を備えた
車両に本発明を適用した第２の実施の形態を示すもので
あり、その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
なお、発進クラッチ１９２は、エンジン始動時及び停車
中にのみ解放され、それ以外の場合には常時締結され
る。また、トルクコンバータで得られるようなクリープ
力を生成するときは半クラッチ状態とされる。

【００５２】図１０〜図１２は、無段変速機構における
入力ディスク及び出力ディスクが二組備えられ、計四個
のローラが介設された無段変速機を搭載した車両に本発
明を適用した第３の実施の形態を示すものである。な
お、上記実施形態と同じ又は相当する構成要素には同じ
符号を用いる。

【００５３】この第３実施形態では、オイルポンプ５が
トルクコンバータ２０のポンプ２２に連結されており、
タービンシャフト３にはローモードギヤ列８０の第１ギ
ヤ８１が連結されている。そして、この第１ギヤ８１と
ローディングカム機構のカムディスク３７との間に始動
クラッチ５０が介設され、この始動クラッチ５０が解放
状態のうちは、無段変速機構３０にエンジン出力が入力
されない。

【００５４】前後進切換機構４０は、シングルピニオン
式の二つの遊星歯車機構で構成されており、出力シャフ
ト６上で回転自在の第１サンギヤ４１ａに、上記ローモ
ードギヤ列８０の第１ギヤ８１と噛合する同ギヤ列８０
の第２ギヤ８３が結合されている。また、上記第１サン
ギヤ４１ａと噛合する第１遊星歯車機構のピニオン４２
ａのキャリヤ４４ａがリバースブレーキ７０を介して変
速機ケーシング１８０に連結されていると共に、この第
１キャリヤ４４ａはワンウェイクラッチ９０を介して第
２遊星歯車機構のリングギヤ４５ｂと連結されている。

【００５５】また、この第２リングギヤ４５ｂ及び第２
遊星歯車機構のサンギヤ４１ｂと噛合する第２ピニオン
４２ｂのキャリヤ４４ｂは、上記出力シャフト６及び第
１遊星歯車機構のリングギヤ４５ａと連結されていると
共に、動力切換クラッチ１１０を介してハイモードギヤ
列１００の第２ギヤ１０２と連結されている。そして、
第２遊星歯車機構のサンギヤ４１ｂが、出力シャフト６
と同軸に直列配置されたシャフト６ａに結合され、該シ
ャフト６ａと変速機ケーシング１８０との間にローブレ
ーキ６１が介設されている。

【００５６】一方、無段変速機構３０は、上記始動クラ
ッチ５０が締結状態のときにエンジン出力が伝達される
カムディスク３７側の第１無段変速機構と、反カムディ
スク３７側ないし反エンジン１側の第２無段変速機構と
を有し、それぞれの入出力ディスク３１ａ，３２ａ，３
１ｂ，３２ｂ間に一対のローラ３５ａ，３６ａ，３５
ｂ，３６ｂが介設され、また、二つの出力ディスク３２
ａ，３２ｂは一体化されて、該一体化ディスクの外周上
にハイモードギヤ列１００の第１ギヤ１０１が結合され
ている。なお、第１、第２無段変速機構の両入力ディス
ク３１ａ，３１ｂは相互にトロイダルシャフト３ａで結
合されているのに対し、両出力ディスク３２ａ，３２ｂ
は上記トロイダルシャフト３ａ上に回転自在に設けられ
ている。

【００５７】そして、このような構成の第３実施形態に
おいても、上記実施形態と同様の始動クラッチ５０及び
動力切換クラッチ１１０の作動制御を行なうことによっ
て、ローモードの動力伝達経路、すなわち第２動力伝達
経路と、ハイモードの動力伝達経路、すなわち第１動力
伝達経路との切換えが可能となり、且つ、低油温時に油
圧の立上りが遅れることに起因して発生する無段変速機
構３０の変速制御上の問題及び耐久性の面での問題が回
避され、走行安定性の確保が図られることになる。

【００５８】図１３〜図１５は、さらにまた別の構成を
有する無段変速機を搭載した車両に本発明を適用した第
４の実施の形態を示すものである。なお、上記実施形態
と同じ又は相当する構成要素には同じ符号を用いる。

【００５９】この第４実施形態では、本発明は、所謂Ｆ
Ｒ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両に適用され
ており、エンジン１は縦置に配置されている。トルクコ
ンバータ２０のポンプ２２にオイルポンプ５が連結され
ていると共に、該ポンプ２２に動力切換クラッチ１１０
を介してハイモードギヤ列１００の第１ギヤ１０１が連
結されており、このハイモードギヤ列１００は、上記第
１ギヤ１０１、アイドルギヤ１０２、伝達シャフト１０
６上の第２ギヤ１０３及び第３ギヤ１０４、並びに出力
シャフト６上に配設された第１、第２無段変速機構の各
入力ディスク３１ａ，３１ｂと一体の第４ギヤ１０５と
で構成されている。なお、上記入力ディスク３１ａ，３
１ｂは出力シャフト６上において回転自在に設けられて
いるのに対し、各出力ディスク３２ａ，３２ｂは上記出
力シャフト６に一体に結合されている。

【００６０】タービンシャフト３には前後進切換機構４
０におけるダブルピニオン式の第１、第２遊星歯車機構
の両サンギヤ４１ａ，４１ｂが結合されており、第１遊
星歯車機構のピニオンキャリヤ４４ａがローブレーキ６
１を介して変速機ケーシング１８０に連結され、また第
２遊星歯車機構のピニオンキャリヤ４４ｂが上記出力シ
ャフト６に結合されていると共にワンウェイクラッチ９
０を介して第１遊星歯車機構のリングギヤ４５ａに連結
されている。また、第２遊星歯車機構のリングギヤ４５
ｂはリバースブレーキ７０を介して変速機ケーシング１
８０に連結されている。

【００６１】このように、この第４実施形態に係る無段
変速機１０には、上記第１〜第３実施形態のような始動
クラッチは備えられていない。その結果、たとえ動力切
換クラッチ１１０が解放されて入力ディスク３１ａ，３
１ｂにエンジン出力が伝達されていなくても、ローモー
ドあるいは後進モードでローブレーキ６１又はリバース
ブレーキ７０が締結され、エンジン出力が第２遊星歯車
機構のピニオンキャリヤ４４ｂを介して出力シャフト６
に伝達されると、該出力シャフト６に結合された出力デ
ィスク３２ａ，３２ｂが回転し、無段変速機構３０は空
転状態となる。

【００６２】次に、この第４実施形態におけるコントロ
ーラ１６０が行なう第１動力伝達経路と第２動力伝達経
路との切換制御の具体的動作の一例を、図１６に示すフ
ローチャートに従って説明する。

【００６３】まず、エンジン１の始動時には、動力切換
クラッチ１１０は解放された状態にあり、したがって、
この状態では、ローモードである第２動力伝達経路、つ
まりエンジン出力を無段変速機構３０を介さずに駆動輪
に伝達する経路が達成されている。

【００６４】そして、コントローラ１６０は、ステップ
Ｓ２１でシフト位置を検出し、その結果、Ｄレンジであ
れば（ステップＳ２２）、ステップＳ２３に進んで、出
力シャフト６の回転数等から演算される車速、エンジン
回転数、及びスロットル開度を読み込み、これらの値を
上記パラメータに基づいて予め設定されている変速特性
のマップにあてはめて、車両の走行状態がハイモードの
領域にあるか否かを判定する（ステップＳ２４）。

【００６５】次いで、コントローラ１６０は、ステップ
Ｓ２５で増速用油圧ＰＨ及び減速用油圧ＰＬの値を読み
込み、次のステップＳ２６，Ｓ２７でこれらの増速用油
圧ＰＨ及び減速用油圧ＰＬの値が共に所定油圧ＰＨｏ、
ＰＬｏ以上に高ければ、ステップＳ２８に進んで、さら
に、入力ディスク回転数Ｎｉ及び出力ディスク回転数Ｎ
ｏを読み込み、これらの値から求められる比の値ｉ（＝
入力ディスク回転数Ｎｉ／出力ディスク回転数Ｎｏ）が
所定値ｉ１とｉ２との間の範囲内にあるときは（ステッ
プＳ２９）、動力切換クラッチ１１０を締結する（ステ
ップＳ３０）。

【００６６】これにより、動力切換クラッチ１１０が締
結された状態となって、ハイモードである第１動力伝達
経路、つまりエンジン出力を無段変速機構３０を介して
駆動輪に伝達する経路に切り換えられることになるが、
この時点では、前述したように、該無段変速機構３０の
トラニオン３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂを入力トル
クに対抗して支える増速用油圧ＰＨ及び減速用油圧ＰＬ
の値が共に所定油圧ＰＨｏ、ＰＬｏ以上に高くなってい
るから、該トラニオン３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ
ないしローラ３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの姿勢が
くずれず、この無段変速機構３０における変速比制御が
安定して行なわれ、走行安定性が確保されることにな
る。

【００６７】このような動力切換クラッチ１１０の作動
制御、特に無段変速機構３０に供給する増速用油圧ＰＨ
及び減速用油圧ＰＬの値が充分高くなってから動力切換
クラッチ１１０を締結させる制御を行なうことにより、
低油温時に油圧の立上りが遅れることに起因して発生す
る無段変速機構３０の変速制御上の問題が回避され、走
行安定性の確保が図られることになる。

【００６８】そして、そののちは、コントローラ１６０
は、ステップＳ３１〜Ｓ３４において、再び車速等の車
両の走行状態を読み込み、ハイモードの領域かローモー
ドの領域かに応じて動力切換クラッチ１１０の締結又は
解放の作動状態を切り換えることになる。

【００６９】なお、この場合においても、上記第１実施
形態と同様、増速用油圧ＰＨ及び減速用油圧ＰＬに代え
て、油温Ｔやエンジン始動後の経過時間Ｔｉｍを用いる
ようにしてもよい。また、入力ディスク回転数Ｎｉ及び
出力ディスク回転数Ｎｏに代えて、ローラの傾転角θを
用いるようにしてもよい。

【００７０】図１７及び図１８は、本発明をベルト式の
無段変速機に適用した第５の実施の形態を示すものであ
る。なお、この場合においても上記実施形態と同じ又は
相当する構成要素には同じ符号を用いる。

【００７１】この第５実施形態では、タービンシャフト
３にリバースギヤ列２００の第１ギヤ２０１とフォワー
ドギヤ列２１０の第１ギヤ２１１とが回転自在に並設さ
れ、これらのギヤ２０１，２１１とタービンシャフト３
との間にそれぞれリバースクラッチ７１及びロークラッ
チ６２が介設されていると共に、出力シャフト６にはリ
バースギヤ列２００の第１ギヤ２０１と噛合する同ギヤ
列２００の第２ギヤ２０２、及びフォワードギヤ列２１
０の第１ギヤ２１１とアイドルギヤ２１２を介して噛合
する同ギヤ列２１０の第２ギヤ２１３が結合されてい
る。

【００７２】一方、ベルト式無段変速機構３０の構成は
およそ次のようになっている。

【００７３】すなわち、タービンシャフト３と同軸に直
列配置されたシャフト３ｂには入力プーリ２２１の固定
円錐板２２２が結合されていると共に、該シャフト３ｂ
には同じく入力プーリ２２１の可動円錐板２２３が回転
自在に設けられている。そして、上記固定円錐板２２２
とタービンシャフト３との間に始動クラッチ５０が配設
されていると共に、可動円錐板２２３の背面側には該円
錐板２２３とピストン２２４とで油圧室２２５が画成さ
れており、また該油圧室２２５内において上記可動円錐
板２２３とピストン２２４との間にはスプリング２２６
が介設されている。

【００７４】同様に、出力シャフト６には出力プーリ２
３１の固定円錐板２３２が回転自在に設けられていると
共に、該出力シャフト６には同じく出力プーリ２３１の
可動円錐板２３３が回転自在に設けられている。そし
て、上記固定円錐板２３２と出力シャフト６との間に動
力切換クラッチ１１０が配設されていると共に、可動円
錐板２３３の背面側には該円錐板２３３とピストン２３
４とで油圧室２３５が画成されており、また該油圧室２
３５内において上記可動円錐板２３３とピストン２３４
との間にはスプリング２３６が介設されている。

【００７５】そして、これらの入出力プーリ２２１，２
３１間に無端ベルト２４０が巻き掛けられており、上記
油圧室２２５，２３５に所定の変速制御用油圧を供給し
て可動円錐板２２３，２３３を固定円錐板２２２，２３
２に対して所定量だけ近接離反させることにより、各プ
ーリ２２１，２３１におけるベルト２４０の有効ピッチ
径が変化し、これにより両プーリ２２１，２３１間の動
力伝達の変速比が無段階に変化するようになっている。

【００７６】そして、このような構成の第５実施形態に
おいても、上記実施形態と同様の始動クラッチ５０及び
動力切換クラッチ１１０の作動制御を行なうことによっ
て、ローモードの動力伝達経路、すなわちエンジン出力
を上記ベルト式無段変速機構３０を介さずに駆動輪に伝
達する第２動力伝達経路と、ハイモードの動力伝達経
路、すなわちエンジン出力を上記ベルト式無段変速機構
３０を介して駆動輪に伝達する第１動力伝達経路との切
換えが可能となり、且つ、低油温時に油圧の立上りが遅
れることに起因して発生するこのベルト式無段変速機構
３０の変速制御上の問題が回避され、走行安定性の確保
が図られることになる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
油圧作動式の無段変速機構を備え、且つこの無段変速機
構を経由してエンジン出力を駆動輪に伝達する経路と、
無段変速機構を経由しないでエンジン出力を駆動輪に伝
達する経路との二つの動力伝達経路を有する無段変速機
において、該無段変速機構に対して供給される変速制御
用油圧を生成する作動油の温度が所定温度より低いと判
定されている期間中は、該無段変速機構を経由してエン
ジン出力を駆動輪に伝達する動力伝達経路が選択されな
いから、低油温時に油圧の立上りが遅れることに起因し
て発生する該無段変速機構の変速制御上の問題及び耐久
性の面での問題が回避され、もって走行安定性の確保が
図られることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態に係るトロイダル
式無段変速機の機械的構成を示す骨子図である。

【図２】 同無段変速機における無段変速機構の要部構
成を示す拡大断面図である。

【図３】 同無段変速機におけるシステム構成図であ
る。

【図４】 同無段変速機における動力伝達経路の説明図
である。

【図５】 同無段変速機におけるクラッチ等の作動パタ
ーンの説明図である。

【図６】 同無段変速機における始動クラッチ及び動力
切換クラッチの作動制御プログラムのフローチャート図
である。

【図７】 別の作動制御プログラムの一部を示すフロー
チャート図である。

【図８】 本発明の第２の実施の形態に係るトロイダル
式無段変速機の機械的構成を示す骨子図である。

【図９】 同無段変速機における動力伝達経路の説明図
である。

【図１０】 本発明の第３の実施の形態に係るトロイダ
ル式無段変速機の機械的構成を示す骨子図である。

【図１１】 同無段変速機における動力伝達経路の説明
図である。

【図１２】 同無段変速機におけるクラッチ等の作動パ
ターンの説明図である。

【図１３】 本発明の第４の実施の形態に係るトロイダ
ル式無段変速機の機械的構成を示す骨子図である。

【図１４】 同無段変速機における動力伝達経路の説明
図である。

【図１５】 同無段変速機におけるクラッチ等の作動パ
ターンの説明図である。

【図１６】 同無段変速機における動力切換クラッチの
作動制御プログラムのフローチャート図である。

【図１７】 本発明の第５の実施の形態に係るベルト式
無段変速機の機械的構成を示す骨子図である。

【図１８】 同無段変速機における動力伝達経路の説明
図である。

【符号の説明】

１ エンジン ３ タービンシャフト ５ オイルポンプ ６ 出力シャフト １０ 無段変速機 ２０ トルクコンバータ ３０ 無段変速機構 ３１ 入力ディスク ３２ 出力ディスク ３３，３４ トラニオン ３５，３６ ローラ ３７ カムディスク ４０ 前後進切換機構 ５０ 始動クラッチ ６０ フォワードクラッチ ６１ ローブレーキ ６２ ロークラッチ ７０ リバースブレーキ ７１ リバースクラッチ ８０ 第１ギヤ列 ９０ ワンウェイクラッチ １００ 第２ギヤ列 １１０ 動力切換クラッチ １４２〜１４５ トラニオンピストン １４６〜１４９ トラニオン油圧室 １５０ 変速制御ユニット １５１ トラニオン駆動部 １５２ 油圧制御部 １６０ コントローラ ２００ リバースギヤ列 ２１０ フォワードギヤ列 ２２１ 入力プーリ ２３１ 出力プーリ ２２２，２３２ 固定円錐板 ２２３，２３３ 可動円錐板 ２２５，２３５ プーリ油圧室 ２４０ 無端ベルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J051 AA03 BA03 BB02 BD02 BE09 CB04 EA05 EB03 3J052 AA01 AA17 CA21 CB00 EA03 GC73 HA13 KA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン出力を無段変速機構を介して駆
   動輪に伝達する第１動力伝達経路と、無段変速機構を介
   さずに伝達する第２動力伝達経路とを有すると共に、車
   両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、該検出手
   段の検出結果に応じて上記動力伝達経路を切り換える動
   力伝達経路切換手段とを備える無段変速機の制御装置で
   あって、上記無段変速機構が、作動油の給排により生成
   される油圧を受けて作動する油圧作動式のものであると
   共に、上記作動油の温度に関連する値を検出する油温関
   連値検出手段と、該検出手段で検出された作動油の温度
   に関連する値が、作動油の温度が所定の温度より低いこ
   とを示しているときは、上記第１動力伝達経路が選択さ
   れないように上記動力伝達経路切換手段を制御する制御
   手段とが設けられていることを特徴とする無段変速機の
   制御装置。
2. 【請求項２】 油温関連値検出手段は、作動油の温度に
   関連する値としてエンジン始動後の経過時間を計測し、
   制御手段は、該経過時間が所定時間より短いときに作動
   油の温度が所定温度より低いと判定することを特徴とす
   る請求項１に記載の無段変速機の制御装置。
3. 【請求項３】 エンジンと無段変速機構との間にクラッ
   チ機構が配設され、制御手段は、このクラッチ機構を解
   放させることにより上記第１動力伝達経路が選択されな
   いようにすると共に、エンジンの始動時にも上記クラッ
   チ機構を解放させることを特徴とする請求項１に記載の
   無段変速機の制御装置。