JP2000179668A - パワートレインの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無段変速機構を備えたパワートレインの変速
比制御を状況に応じた適切なものに改良することを課題
とする。 【解決手段】 パワートレインへの入力トルクが大きい
とき、パワートレイン変速比が大きいとき、走行モード
がローモードのとき、レンジが後退レンジのときは、そ
れぞれ、変速比フィードバック制御における制御ゲイン
を小さくするコントロールユニット３００を備える。ト
ルクが大きいと無段変速機構の構成部材の物理的変形が
著しくなり、それに起因して変速比制御が困難なものと
なるから、そのような場合に制御ゲインを小さくするこ
とにより制御の安定性が図れる。加えて、変速比が大き
く変速比の変動が著しいときや、走行モードがローモー
ドで変速比の変動が著しいとき、あるいはレンジが後退
レンジで円滑な制御が要望されるときにも安定した制御
が行なえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用パワートレイ
ン、より詳しくは無段変速機構を備えた車両用パワート
レイン、さらに詳しくはトロイダル式無段変速機構を備
えた車両用パワートレインの制御装置に関し、車両用駆
動装置の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】近年、無段変速機構を備えた車両用パワ
ートレインが実用化されつつあり、特開平９−２１０１
９１号公報には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パワーローラを介設したトロイダル
式無段変速機構が開示されている。このトロイダル式無
段変速機構では、ディスクに対するローラの傾転角が変
化すると、該ディスクとローラとの接触点が半径方向に
移動して変速比が無段階に変化する。一般に、この種の
パワートレインでは、車速やスロットル開度（エンジン
負荷）等の車両の走行状態に基づいて目標エンジン回転
数を求め、該回転数と車速とから目標変速比を設定し、
その目標変速比が実現するように上記ローラの傾転角が
フィードバック制御される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、無段変速機
構に入力されたトルクは該機構の各構成部材に作用する
から、いかにこれらの部材の剛性を高めたとしても該構
成部材が入力トルクの影響を受けて物理的変形を起こす
ことは免れ得ないものである。それゆえ、入力トルクが
増大すると、例えばディスク面の歪みや撓みなどの振れ
幅が大きくなる。このことはディスクとローラとの接触
点のずれ、すなわち変速比の変動をもたらし、変速比制
御を困難なものとする。

【０００４】また、パワーローラを支持部材に支持し、
この支持部材をディスクに対して移動させることによ
り、ローラがディスクの回転を受けて傾転するように構
成する場合がある。支持部材には油圧が供給され、この
油圧によって支持部材が支持される。変速比を変化させ
ないときは、支持部材は、ローラがディスクの回転を受
けずに傾転が進行しない位置に保持され、変速比を変化
させるときは、支持部材は、ローラがディスクの回転を
受けてその傾転が所定の方向に所定の角度だけ進行する
ように移動される。すなわち目標変速比が実現するよう
に支持部材への供給油圧がフィードバック制御される。
ここで、入力トルクが増大すると、一般に供給油圧の元
圧であるライン圧が高められるから、オイルポンプの脈
動が増幅されて、供給油圧の振れ幅が大きくなり、これ
によってもまた変速比制御が困難なものとなる。

【０００５】一方、支持部材のピストン部などは油圧の
供給を直接受けるがディスクに近いローラ支持部などは
ローラを引きずろうとするディスクの回転力を大きく受
ける。それゆえ、供給油圧とディスクの回転力とにより
支持部材が伸縮し、入力トルクが増大するとその伸縮の
程度が大きくなる。このこともまたディスクとローラと
の接触点のずれ、すなわち変速比の変動をもたらし、変
速比制御を困難なものとする。

【０００６】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
もので、無段変速機構を備えたパワートレインの変速比
フィードバック制御を状況に応じた適正なものに改良す
ることを課題とする。

【０００７】

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

【０００８】すなわち、本願の特許請求の範囲の請求項
１に記載の発明は、入出力ディスク間にパワーローラが
介設されたトロイダル式無段変速機構を備え、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
出結果に基づいて目標変速比を設定する目標変速比設定
手段と、該設定手段で設定された目標変速比が実現する
ように上記入出力ディスクに対するパワーローラの傾転
角をフィードバック制御する変速比制御手段とを有する
パワートレインの制御装置であって、トルクを検出する
トルク検出手段と、該検出手段で検出されたトルクに応
じて上記変速比制御手段によるフィードバック制御の制
御ゲインを変更する制御ゲイン変更手段とが設けられて
いることを特徴とする。

【０００９】この発明によれば、変速比フィードバック
制御における制御ゲインがトルクに応じて変更される。
それゆえ、例えば入力トルクが大きく、変速比制御が困
難なものとなっている状況下では、制御ゲインを小さく
することにより、変速比フィードバック制御のハンティ
ングを防止することができる。逆に、例えば入力トルク
が小さく、変速比制御が困難なものとなっていない状況
下では、制御ゲインを大きくすることにより、変速比フ
ィードバック制御の応答性を確保することができる。

【００１０】次に、請求項２に記載の発明は、上記請求
項１に記載の発明において、無段変速機構の変速比を検
出する変速比検出手段が備えられ、制御ゲイン変更手段
は、トルク検出手段で検出されたトルクと、この変速比
検出手段で検出された変速比とに応じて制御ゲインを変
更することを特徴とする。

【００１１】この発明によれば、制御ゲインがさらに無
段変速機構の変速比に応じてもまた変更される。それゆ
え、例えば無段変速機構の変速比の変化に伴い、パワー
トレインのトルクが大きく変動するような状況下では、
制御ゲインを小さくすることにより、著しいトルク変動
を防止することができる。逆に、例えば無段変速機構の
変速比の変化に伴い、パワートレインのトルクが大きく
変動しないような状況下では、制御ゲインを大きくする
ことにより、変速比フィードバック制御の応答性を確保
することができる。

【００１２】次に、請求項３に記載の発明は、同じく上
記請求項１に記載の発明において、歯車機構が備えら
れ、無段変速機構とこの歯車機構とを経由する第１の動
力伝達経路と、無段変速機構のみを経由する第２の動力
伝達経路とが設けられていると共に、走行状態検出手段
の検出結果に基づいてこれらの経路を選択的に達成する
経路達成手段が備えられて、制御ゲイン変更手段は、ト
ルク検出手段で検出されたトルクと、この経路達成手段
により達成されている動力伝達経路の種類とに応じて制
御ゲインを変更することを特徴とする。

【００１３】この発明によれば、無段変速機構と歯車機
構とを経由する第１の動力伝達経路と、無段変速機構の
みを経由する第２の動力伝達経路とが選択的に達成可能
に設けられている場合に、制御ゲインがさらに現在の動
力伝達経路の種類に応じてもまた変更される。それゆ
え、例えば第１の動力伝達経路においては無段変速機構
の変速比の変化に伴うパワートレインのトルク変動が大
きく、第２の動力伝達経路においてはそれが小さい場合
に、第１の動力伝達経路が達成されている状況下では、
制御ゲインを小さくすることにより、著しいトルク変動
を防止することができる。逆に、第２の動力伝達経路が
達成されている状況下では、制御ゲインを大きくするこ
とにより、変速比フィードバック制御の応答性を確保す
ることができる。

【００１４】次に、請求項４に記載の発明は、同じく上
記請求項１に記載の発明において、レンジを検出するレ
ンジ検出手段が備えられ、制御ゲイン変更手段は、トル
ク検出手段で検出されたトルクと、このレンジ検出手段
で検出されたレンジとに応じて制御ゲインを変更するこ
とを特徴とする。

【００１５】この発明によれば、制御ゲインがさらにレ
ンジに応じてもまた変更される。それゆえ、例えば後退
レンジが選択されている状況下では、制御ゲインを小さ
くすることにより、安定性よくスムーズに車両を後進さ
せることができる。逆に、例えば前進レンジが選択され
ている状況下では、制御ゲインを大きくすることによ
り、応答性よくスピーディに車両を前進させることがで
きる。

【００１６】次に、請求項５に記載の発明は、上記請求
項１に記載の発明と同様、トロイダル式無段変速機構を
備え、走行状態検出手段と、目標変速比設定手段と、変
速比制御手段とを有するパワートレインの制御装置であ
って、無段変速機構の変速比を検出する変速比検出手段
と、該検出手段で検出された変速比に応じて上記変速比
制御手段によるフィードバック制御の制御ゲインを変更
する制御ゲイン変更手段とが設けられていることを特徴
とする。

【００１７】また、請求項６に記載の発明は、上記請求
項３に記載の発明と同様、トロイダル式無段変速機構と
歯車機構とを備え、第１の動力伝達経路と第２の動力伝
達経路とが設けられていると共に、走行状態検出手段
と、目標変速比設定手段と、変速比制御手段とを有する
パワートレインの制御装置であって、走行状態検出手段
の検出結果に基づいて第１、第２の動力伝達経路を選択
的に達成する経路達成手段と、該達成手段により達成さ
れている動力伝達経路の種類に応じて上記変速比制御手
段によるフィードバック制御の制御ゲインを変更する制
御ゲイン変更手段とが設けられていることを特徴とす
る。

【００１８】さらに、請求項７に記載の発明は、上記請
求項１に記載の発明と同様、トロイダル式無段変速機構
を備え、走行状態検出手段と、目標変速比設定手段と、
変速比制御手段とを有するパワートレインの制御装置で
あって、レンジを検出するレンジ検出手段と、該検出手
段で検出されたレンジに応じて上記変速比制御手段によ
るフィードバック制御の制御ゲインを変更する制御ゲイ
ン変更手段とが設けられていることを特徴とする。

【００１９】これらの各発明によれば、制御ゲインが無
段変速機構の変速比、動力伝達経路の種類、またはレン
ジに応じて補正されるから、それぞれ請求項２、請求項
３、または請求項４に記載の発明の各特徴部分と同様の
作用が得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通して
本発明をさらに詳しく説述する。

【００２１】図１および図２に示すように、本実施の形
態に係るパワートレイン１０は、エンジン１の出力軸２
にトーショナルダンパ３を介して連結されたインプット
シャフト１１と、該シャフト１１の外側に遊嵌合された
中空のプライマリシャフト１２と、これらのシャフト１
１，１２に平行に配置されたセカンダリシャフト１３と
を有し、これらのシャフト１１〜１３が、いずれも当該
車両の横方向に延びるように配置されている。

【００２２】また、上記インプットシャフト１１および
プライマリシャフト１２の軸線上には、トロイダル式の
第１、第２無段変速機構２０，３０と、これらに軸方向
の荷重を付与して動力伝達を可能とするローディングカ
ム機構４０とが配設されていると共に、セカンダリシャ
フト１３の軸線上には、遊星歯車機構５０と、ロークラ
ッチ６０およびハイクラッチ７０とが配設されている。
さらに、インプットシャフト１１およびプライマリシャ
フト１２の軸線と、セカンダリシャフト１３の軸線との
間に、ローモードギヤ列８０と、ハイモードギヤ列９０
とが介設されている。

【００２３】上記第１、第２無段変速機構２０，３０は
ほぼ同一の構成であり、いずれも、対向面がトロイダル
面とされた入力ディスク２１，３１と出力ディスク２
２，３２とを有し、これらの各対向トロイダル面間に、
両ディスク２１，２２間および３１，３２間でそれぞれ
動力を伝達するパワーローラ２３，３３が２つづつ介設
されている。

【００２４】そして、エンジン１から遠い方に配置され
た第１無段変速機構２０は、入力ディスク２１が反エン
ジン側に、出力ディスク２２がエンジン側に配置され、
また、エンジン１に近い方に配置された第２無段変速機
構３０は、入力ディスク３１がエンジン側に、出力ディ
スク３２が反エンジン側に配置されており、かつ、両変
速機構２０，３０の入力ディスク２１，３１はプライマ
リシャフト１２の両端部にそれぞれ結合され、また、出
力ディスク２２，３２は一体化されて、該プライマリシ
ャフト１２の中間部に回転自在に支持されている。

【００２５】また、インプットシャフト１１の反エンジ
ン側の端部には上記ローモードギヤ列８０を構成する第
１ギヤ８１が結合され、該第１ギヤ８１と第１無段変速
機構２０の入力ディスク２１との間に上記ローディング
カム機構４０が介設されており、さらに、第１、第２無
段変速機構２０，３０の一体化された出力ディスク２
２，３２の外周に、上記ハイモードギヤ列９０を構成す
る第１ギヤ９１が設けられている。

【００２６】一方、セカンダリシャフト１３の反エンジ
ン側の端部には、上記ローモードギヤ列８０を構成する
第２ギヤ８２が回転自在に支持されて、アイドルギヤ８
３を介して上記第１ギヤ８１に連結されていると共に、
該セカンダリシャフト１３の中間部には上記遊星歯車機
構５０が配設されている。そして、該遊星歯車機構５０
のピニオンキャリヤ５１と上記ローモードギヤ列８０の
第２ギヤ８２との間に、これらを連結しもしくは切断す
るロークラッチ６０が介設されている。

【００２７】また、遊星歯車機構５０のエンジン側に
は、ハイモードギヤ列９０を構成する第２ギヤ９２が回
転自在に支持されて、上記第１、第２無段変速機構２
０，３０における出力ディスク２２，３２の外周に設け
られた第１ギヤ９１に噛み合わされていると共に、該第
２ギヤ９２と遊星歯車機構５０のサンギヤ５２とが連結
されており、さらに該遊星歯車機構５０のインターナル
ギヤ５３がセカンダリシャフト１３に結合されている。
そして、該遊星歯車機構５０のエンジン側に、上記ハイ
モードギヤ列９０の第２ギヤ９２とセカンダリシャフト
１３とを連結しもしくは切断するハイクラッチ７０が介
設されている。

【００２８】さらに、上記セカンダリシャフト１３のエ
ンジン側の端部に、第１、第２ギヤ４ａ，４ｂとアイド
ルギヤ４ｃとでなる出力ギヤ列４を介してディファレン
シャル装置５が連結されており、このディファレンシャ
ル装置５から左右に延びる駆動軸６ａ，６ｂが左右の駆
動輪（図示せず）に連結されている。

【００２９】なお、インプットシャフト１１の反エンジ
ン側の端部にはオイルポンプ１００が配置され、該イン
プットシャフト１１により上記ローモードギヤ列８０の
第１ギヤ８１を介して駆動されるようになっている。

【００３０】次に、上記第１、第２無段変速機構２０，
３０の構成を第１無段変速機構２０を例にとってさらに
詳しく説明する。

【００３１】図３に示すように、一対のパワーローラ２
３，２３は、入、出力ディスク２１，２２のほぼ半径方
向に延びるシャフト２４，２４を介してトラニオン２
５，２５にそれぞれ支持され、入、出力ディスク２１，
２２の互いに対向するトロイダル面の円周上の１８０°
反対側にほぼ水平姿勢で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２
１，２２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２５，２５は、当該
パワートレイン１０のケース１０１に取り付けられた左
右の支持部材２６，２６間に支持され、両ディスク２
１，２２の接線方向であってパワーローラ２３，２３の
シャフト２４，２４に直交する水平方向の軸心Ｘ，Ｘ回
りの回動および該軸心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２５，２５
に、上記軸心Ｘ，Ｘに沿って一側方に延びるロッド２
７，２７が連設されていると共に、上記ケース１０１の
側面には、これらのロッド２７，２７およびトラニオン
２５，２５を介して上記パワーローラ２３，２３を傾転
させる変速制御ユニット１１０が取り付けられている。

【００３３】この変速制御ユニット１１０は、油圧制御
部１１１とトラニオン駆動部１１２とを有し、トラニオ
ン駆動部１１２には、上下のトラニオン２５，２５のロ
ッド２７，２７のそれぞれに対向状に取り付けられた増
速用および減速用のピストン１１３，１１４が配置さ
れ、各対向するピストン１１３，１１４により、増速用
および減速用油圧室１１５，１１６がそれぞれ形成され
ている。

【００３４】なお、上方に位置するトラニオン２５につ
いては、増速用油圧室１１５がパワーローラ２３側に、
減速用油圧室１１６が反パワーローラ２３側にそれぞれ
配置され、また、下方に位置するトラニオン２５につい
ては、増速用油圧室１１５が反パワーローラ２３側に、
減速用油圧室１１６がパワーローラ２３側にそれぞれ配
置されている。

【００３５】そして、上記油圧制御部１１１で生成され
た増速用油圧ＰＨが、油路１１７，１１８を介して上下
のトラニオン２５，２５の増速用油圧室１１５，１１５
に供給され、また、同じく油圧制御部１１１で生成され
た減速用油圧ＰＬが、図示しない油路を介して上下のト
ラニオン２５，２５の減速用油圧室１１６，１１６に供
給され、これらの油圧ＰＨ，ＰＬの制御により、当該変
速機構２０，３０の変速比が制御されるようになってい
る。

【００３６】ここで、第１無段変速機構２０について変
速比制御の具体的動作を説明すると、まず、図３に示す
油圧制御部１１１により、上下のトラニオン２５，２５
の増速用油圧室１１５，１１５に供給されている増速用
油圧ＰＨが、減速用油圧室１１６，１１６に供給されて
いる減速用油圧ＰＬに対して所定の釣り合い状態より相
対的に高くされると、上方のトラニオン２５は図面上、
右側に、下方のトラニオン２５は左側にそれぞれ水平移
動することになる。

【００３７】このとき、図示されている出力ディスク２
２がｘ方向に回転しているものとすると、上方のパワー
ローラ２３は、右側への移動により該出力ディスク２２
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２１からは上向きの力を受
けることになる。また、下方のパワーローラ２３は、左
側への移動により、出力ディスク２２から上向きの力を
受け、入力ディスク２１からは下向きの力を受けること
になる。

【００３８】その結果、上下のパワーローラ２３，２３
とも、入力ディスク２１との接触位置は半径方向の外側
に、出力ディスク２２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、当該変速機構２０の変速比が小
さくなる（増速）。

【００３９】また、上記とは逆に、上下のトラニオン２
５，２５の減速用油圧室１１６，１１６に供給されてい
る減速用油圧ＰＬが、増速用油圧室１１５，１１５に供
給されている増速用油圧ＰＨに対して所定の釣り合い状
態より相対的に高くされると、上方のトラニオン２５は
図面上、左側に、下方のトラニオン２５は右側にそれぞ
れ水平移動することにより、上方のパワーローラ２３は
出力ディスク２２から上向きの力を、入力ディスク２１
から下向きの力を受け、また、下方のパワーローラ２３
は、出力ディスク２２から下向きの力を、入力ディスク
２１から上向きの力を受けることになる。その結果、上
下のパワーローラ２３，２３とも、入力ディスク２１と
の接触位置は半径方向の内側に、出力ディスク２２との
接触位置は半径方向の外側に移動するように傾転し、当
該変速機構２０の変速比が大きくなる（減速）。

【００４０】なお、このような油圧制御部１１１による
増速用および減速用油圧ＰＨ，ＰＬの供給制御について
は、後述する油圧制御回路の説明においてさらに説明す
る。

【００４１】以上のような第１無段変速機構２０につい
ての構成および作用は、第２無段変速機構３０について
も同様である。そして、図１、図２に示すように、イン
プットシャフト１１上に遊嵌合された中空のプライマリ
シャフト１２の両端部に、第１、第２無段変速機構２
０，３０の入力ディスク２１，３１がそれぞれスプライ
ン嵌合されて、これらの入力ディスク２１，３１が常に
同一回転するようになっており、また、前述のように、
両変速機構２０，３０の出力ディスク２２，３２は一体
化されているので、両変速機構２０，３０の出力側の回
転速度も常に同一となる。したがって、上記のようなパ
ワーローラ２３，３３の油圧制御による第１、第２無段
変速機構２０，３０の変速比制御も、変速比が常に同一
に保持されるように行われることになる。

【００４２】次に、上記変速制御ユニット１１０と、ケ
ース１０１の下部に取り付けられたクラッチ制御ユニッ
ト１２０（図３参照）とによって構成される当該パワー
トレイン１０の油圧制御回路について説明する。

【００４３】図４に示すように、この油圧制御回路２０
０には、オイルポンプ１００から吐出される作動油の圧
力を所定のライン圧に調整してメインライン２０１に出
力するレギュレータバルブ２０２と、該メインライン２
０１から供給されるライン圧を元圧として所定のリリー
フ圧を生成し、これをリリーフ圧ライン２０３に出力す
るリリーフバルブ２０４と、運転者の切り換え操作によ
ってＤレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＰレンジの選
択を可能とするマニュアルバルブ２０５とが備えられて
いる。

【００４４】これらのバルブのうち、マニュアルバルブ
２０５は、上記メインライン２０１を、Ｄレンジでは第
１、第２出力ライン２０６，２０７に、Ｒレンジでは第
１、第３出力ライン２０６，２０８にそれぞれ連通させ
ると共に、ＮレンジおよびＰレンジではライン圧を遮断
するように動作する。

【００４５】また、上記レギュレータバルブ２０２およ
びリリーフバルブ２０４には、ライン圧制御用リニアソ
レノイドバルブ２０９およびリリーフ圧制御用リニアソ
レノイドバルブ２１０がそれぞれ備えられていると共
に、上記ポンプ１００の吐出圧を元圧として一定圧を生
成するレデューシングバルブ２１１が備えられ、このレ
デューシングバルブ２１１で生成された一定圧に基づい
て、上記リニアソレノイドバルブ２０９，２１０がそれ
ぞれ制御圧を生成するようになっている。

【００４６】そして、これらの制御圧が上記レギュレー
タバルブ２０２およびリリーフバルブ２０４の制御ポー
ト２０２ａ，２０４ａに供給されることにより、ライン
圧およびリリーフ圧が、各リニアソレノイドバルブ２０
９，２１０に出力される制御信号によってそれぞれ調整
されることになる。

【００４７】さらに、レデューシングバルブ２１１で生
成された一定圧は、フェールセーフバルブ２１２を作動
させるオンオフソレノイドバルブ２１３にも導かれてい
る。このオンオフソレノイドバルブ２１３は、通常時は
オンとされて上記一定圧をフェールセーフバルブ２１２
の制御ポート２１２ａに供給し、これにより該バルブ２
１２のスプールを右側に移動させている一方、フェール
セーフ時にオフとされたときには上記一定圧をフェール
セーフバルブ２１２の制御ポート２１２ａからドレイン
し、これにより該バルブ２１２のスプールを左側に移動
させる。

【００４８】また、この油圧制御回路２００には、変速
制御用として、上記ライン圧およびリリーフ圧に基づい
て、前進時および後退時のそれぞれにおいて、増速用油
圧ＰＨおよび減速用油圧ＰＬを生成する前進用三層弁２
２０および後退用三層弁２３０と、これらの三層弁２２
０，２３０を選択的に作動させるシフトバルブ２４０と
が備えられている。

【００４９】このシフトバルブ２４０は、一端の制御ポ
ート２４０ａに制御圧としてライン圧が供給されるか否
かによりスプールの位置が決定され、ライン圧が供給さ
れていないときは、該スプールが右側に位置して、上記
メインライン２０１を前進用三層弁２２０に通じるライ
ン圧供給ライン２４１に連通させ、また、ライン圧が供
給されたときには、スプールが左側に位置して、メイン
ライン２０１を後退用三層弁２３０に通じるライン圧供
給ライン２４２に連通させるように作動する。

【００５０】ここで、シフトバルブ２４０の制御ポート
２４０ａにライン圧が供給されるのは、通常時において
は、スプールが右側に移動した上記フェールセーフバル
ブ２１２および第３出力ライン２０８を介して、マニュ
アルバルブ２０５がＲレンジに位置したときである。こ
れに対し、通常時であってフェールセーフバルブ２１２
のスプールが右側に移動していても、マニュアルバルブ
２０５がＤレンジに位置したときには、シフトバルブ２
４０の制御ポート２４０ａにはライン圧が供給されな
い。また、フェールセーフ時には、フェールセーフバル
ブ２１２のスプールが左側に移動し、シフトバルブ２４
０と第３出力ライン２０８とが遮断されるから、マニュ
アルバルブ２０５がＲレンジに位置していても、シフト
バルブ２４０の制御ポート２４０ａにはライン圧が供給
されない。

【００５１】上記前進用および後退用の三層弁２２０，
２３０は同一の構成であって、ボア２２１，２３１に軸
方向に移動可能にスリーブ２２２，２３２を嵌合すると
共に、該スリーブ２２２，２３２に同じく軸方向に移動
可能にスプール２２３，２３３をそれぞれ嵌合した構成
とされ、いずれも、図３に示す変速制御ユニット１１０
における油圧制御部１１１のバルブボディ１１１ａに収
納されている。

【００５２】また、これらの三層弁２２０，２３０の中
央部には、上記シフトバルブ２４０から導かれたライン
圧供給ライン２４１，２４２が接続されたライン圧ポー
ト２２４，２３４が設けられていると共に、両端部に
は、上記リリーフ圧ライン２０３が分岐されてそれぞれ
接続された第１、第２リリーフ圧ポート２２５，２２
６，２３５，２３６が設けられている。さらに、上記ラ
イン圧ポート２２４，２３４と第１リリーフ圧ポート２
２５，２３５との間には増速圧ポート２２７，２３７
が、同じくライン圧ポート２２４，２３４と第２リリー
フ圧ポート２２６，２３６との間には減速圧ポート２２
８，２３８がそれぞれ設けられている。

【００５３】そして、前進用および後退用三層弁２２
０，２３０の増速圧ポート２２７，２３７からそれぞれ
導かれたライン２４３，２４４と、同じく前進用および
後退用三層弁２２０，２３０の減速圧ポート２２８，２
３８からそれぞれ導かれたライン２４５，２４６とが上
記シフトバルブ２４０に接続されており、該シフトバル
ブ２４０のスプールが右側に位置するときに、前進用三
層弁２２０の増速圧ポート２２７および減速圧ポート２
２８から導かれたライン２４３，２４５が増速用ライン
２４７および減速用ライン２４８にそれぞれ接続され、
上記増速用油圧室１１５，１１５および減速用油圧室１
１６，１１６にそれぞれ連通する。

【００５４】また、シフトバルブ２４０のスプールが左
側に位置するときは、後退用三層弁２３０の増速圧ポー
ト２３７および減速圧ポート２３８から導かれたライン
２４４，２４６が上記増速用ライン２４７および減速用
ライン２４８にそれぞれ接続されて、上記増速用油圧室
１１５，１１５および減速用油圧室１１６，１１６にそ
れぞれ連通するようになっている。

【００５５】ここで、これらの三層弁２２０，２３０の
作動を図５を用いて説明する。なお、図５においては、
三層弁２２０，２３０の向きが図４とは左右反対になっ
ている。図示したように、スリーブ２２２とスプール２
２３の位置関係が中立位置にある状態から、例えば前進
用三層弁２２０のスリーブ２２２が相対的に図面上、左
側に移動すると、ライン圧ポート２２４と増速圧ポート
２２７との連通度、および第２リリーフ圧ポート２２６
と減速圧ポート２２８との連通度がそれぞれ増大し、逆
にスリーブ２２２が相対的に右側に移動すると、上記ラ
イン圧ポート２２４と減速圧ポート２２８との連通度、
および第１リリーフ圧ポート２２５と増速圧ポート２２
７との連通度がそれぞれ増大する。したがって、前者の
場合は、増速用油圧ＰＨが上昇して減速用油圧ＰＬが低
下し、後者の場合は、減速用油圧ＰＬが上昇して増速用
油圧ＰＨが低下することになる。

【００５６】そして、上記の作用は後退用三層弁２３０
についても同様であり、これらの三層弁２２０，２３０
のスリーブ２２２，２３２を上記のように作動させるス
テップモータ２５１，２５２が備えられ、それぞれリン
ク部材２５３，２５４を介して前進用および後退用三層
弁２２０，２３０のスリーブ２２２，２３２に連結され
ている。

【００５７】また、これらのステップモータ２５１，２
５２によるスリーブ２２２，２３２の移動に応じて、ス
プール２２３，２３３をスプリング２２９，２３９のバ
ネ力に抗して軸方向に移動させるカム機構２６０が備え
られている。

【００５８】このカム機構２６０は、図５、図６に示す
ように、一方の端面が螺旋面状のカム面２６１ａとされ
て、第２無段変速機構３０の上方に位置するトラニオン
３５のロッド３７の端部に取り付けられたプリセスカム
２６１と、前進用および後退用三層弁２２０，２３０の
スプール２２３，２３３の一端側にこれらに直交する方
向に配置されて、油圧制御部１１１のバルブボディ１１
１ａに回動自在に支持されたシャフト２６２と、このシ
ャフト２６２の一端部に取り付けられて、揺動端が上記
プリセスカム２６１のカム面２６１ａに当接された従動
レバー２６３と、同じくシャフト２６２に取り付けられ
て、揺動端が上記前進用および後退用三層弁２２０，２
３０のスプール２２３，２３３の一端に設けられた切り
込み２２３ａ，２３３ａに係合された前進用および後退
用の駆動レバー２６４，２６５とで構成されている。

【００５９】そして、上記増速用油圧ＰＨおよび減速用
油圧ＰＬの制御によって第２無段変速機構３０における
上方のパワーローラ３３が傾転したときに、これに伴っ
て上方に位置するトラニオン３５およびロッド３７が軸
心Ｘ回りに一体的に回転することにより、上記プリセス
カム２６１もこれらと一体的に回動し、そのカム面２６
１ａに揺動端が当接した従動レバー２６３が所定量揺動
すると共に、シャフト２６２を介して前進用および後退
用の駆動レバー２６４，２６５も同じ角度だけ揺動し、
その結果、その揺動角度に応じた量だけ前進用および後
退用三層弁２２０，２３０のスプール２２３，２３３が
軸方向に移動することになる。

【００６０】したがって、これらのスプール２２３，２
３３の位置は、第２無段変速機構３０のパワーローラ３
３（および第１無段変速機構２０のパワーローラ２３）
の傾転角、換言すればこれらの変速機構２０，３０の変
速比に常に対応することになる。

【００６１】ここで、無段変速機構２０，３０の変速比
（以下適宜「トロイダルレシオ」ともいう）の制御動作
を、前進時を例にとって説明する。

【００６２】まず、油圧制御回路２００におけるライン
圧制御用リニアソレノイドバルブ２０９およびリリーフ
圧制御用リニアソレノイドバルブ２１０により、レギュ
レータバルブ２０２およびリリーフバルブ２０４の制御
圧が生成されて、その制御圧に応じたライン圧とリリー
フ圧とが生成される。

【００６３】これらの油圧のうち、ライン圧は、メイン
ライン２０１からシフトバルブ２４０およびライン２４
１を介して三層弁２２０のライン圧ポート２２４に供給
される。また、リリーフ圧は、ライン２０３を介して三
層弁２２０の第１、第２リリーフ圧ポート２２５，２２
６に供給される。そして、このライン圧とリリーフ圧と
に基づき、ステップモータ２５１による三層弁２２０の
制御により変速制御ユニット１１０の増速用油圧室１１
５，１１５および減速用油圧室１１６，１１６にそれぞ
れ供給される増速用油圧ＰＨおよび減速用油圧ＰＬの差
圧ΔＰ（＝ＰＨ−ＰＬ）の制御が行われる。

【００６４】この差圧制御は、図６に示すように、無段
変速機構２０，３０のトラニオン２５，３５に作用する
トラクション力Ｔに抗して、該トラニオン２５，３５な
いしパワーローラ２３，３３を、ローラ２３，３３がデ
ィスク２１，２２，３１，３２の回転を受けずに傾転が
進行しない所定の中立位置に保持すると共に、この中立
位置からトラニオン２５，３５およびパワーローラ２
３，３３を軸心Ｘ，Ｘ方向に沿って移動させて該パワー
ローラ２３，３３を傾転させることにより、トロイダル
レシオを変化させるために行われるものである。

【００６５】つまり、変速機構２０，３０において、入
力ディスク２１，３１のａ，ａ方向の回転によりパワー
ローラ２３，３３がｂ，ｂ方向に駆動されるとき、該パ
ワーローラ２３，３３およびこれを支持するトラニオン
２５，３５には、これらを入力ディスク２１，３１の回
転方向ａ，ａと同方向に引きずろうとする力が作用す
る。また、このパワーローラ２３，３３のｂ，ｂ方向の
回転により出力ディスク２２，３２がｃ方向（図３のｘ
方向）に駆動されるとき、その反力として、出力ディス
ク２２，３２の回転方向ｃと反対方向の力が該パワーロ
ーラ２３，３３ないしトラニオン２５，３５に作用す
る。その結果、パワーローラ２３，３３およびトラニオ
ン２５，３５には、図示の方向のトラクション力Ｔ，Ｔ
が作用することになる。

【００６６】そこで、このトラクション力Ｔ，Ｔに抗し
てパワーローラ２３，３３を中立位置に保持するため
に、各トラニオン２５，３５に設けられた増速用および
減速用油圧室１１５，１１６に、差圧ΔＰが上記トラク
ション力Ｔと釣り合う大きさとなるように、増速用油圧
ＰＨと減速用油圧ＰＬとをそれぞれ供給するのである。

【００６７】そして、いま、この状態から例えばトロイ
ダルレシオを小さく（増速）するものとし、ステップモ
ータ２５１により、前進用三層弁２２０のスリーブ２２
２を、図５において左側（図４では右側）に移動させれ
ば、該三層弁２２０のライン圧ポート２２４と増速圧ポ
ート２２７との連通度、および第２リリーフ圧ポート２
２６と減速圧ポート２２８との連通度が大きくなること
により、図４に示す増速圧ライン２４７から上記増速用
油圧室１１５，１１５に供給されている増速用油圧ＰＨ
は増圧され、減速圧ライン２４８から上記減速用油圧室
１１６，１１６に供給されている減速用油圧ＰＬは減圧
されて、差圧ΔＰが大きくなり、その結果、この差圧Δ
Ｐが上記トラクション力Ｔに打ち勝って、トラニオン２
５，３５ないしパワーローラ２３，３３が図６に示す
ｄ，ｄ方向に移動することになる。

【００６８】そして、この移動により、パワーローラ２
３，３３は、入力ディスク２１，３１との接触位置が半
径方向の外側に、出力ディスク２２，３２との接触位置
が半径方向の内側にそれぞれ変位する方向に傾転して、
第１、第２無段変速機構２０，３０が増速され、トロイ
ダルレシオが小さくなるのである。

【００６９】また、第２無段変速機構３０におけるパワ
ーローラ３３の上記のような傾転により、カム機構２６
０におけるプリセスカム２６１が同方向（図５に示すｅ
方向）に同じ角度だけ回転し、これに伴って該カム機構
２６０における従動レバー２６３、シャフト２６２およ
び駆動レバー２６４がいずれも図６に示すｆ方向に回動
する。

【００７０】その結果、三層弁２２０のスプール２２３
は、スプリング２２９のバネ力によってｇ方向、即ち図
５の左方向に移動することになるが、この方向は上記ス
テップモータ２５１によりスリーブ２２２を移動させた
方向であり、したがって、上記のように、一旦、増大し
たライン圧ポート２２４と増速圧ポート２２７との連通
度、および第２リリーフ圧ポート２２６と減速圧ポート
２２８との連通度が当初の中立状態に復帰することにな
る。

【００７１】これにより、上記差圧ΔＰは再びトラクシ
ョン力Ｔと釣り合う状態となって上記のような変速動作
が終了し、無段変速機構２０，３０の変速比、即ちトロ
イダルレシオは所定量変化した上で固定されることにな
る。

【００７２】その場合に、この変速動作は、上記スプー
ル２２３がスリーブ２２２との位置関係において所定の
中立状態となる位置まで移動した時点で終了することに
なるが、その位置はステップモータ２５１によりスリー
ブ２２２を移動させた位置であり、また、カム機構２６
０を介してパワーローラ２３，３３およびトラニオン２
５，３５の傾転角に対応付けられた位置であるから、ス
リーブ２２２の位置がパワーローラ２３，３３およびト
ラニオン２５，３５の傾転角に対応することになる。そ
の結果、ステップモーター２５１の制御量が第１、第２
無段変速機構２０，３０の変速比に対応することにな
り、該ステップモーター２５１に対するパルス制御によ
り、トロイダルレシオが制御されることになる。

【００７３】なお、以上の動作はステップモータ２５１
により三層弁２２０のスリーブ２２２を反対側に移動さ
せた場合も同様に行われ、この場合、無段変速機構２０
の変速比は大きくなる（減速）。

【００７４】一方、図４に示すように、上記油圧制御回
路２００には、以上のような変速比制御用の構成に加え
て、ロークラッチ６０およびハイクラッチ７０の制御用
として、２個のデューティソレノイドバルブ２７１，２
７２が備えられており、上記マニュアルバルブ２０５か
ら導かれた第１出力ライン２０６がロークラッチ用デュ
ーティソレノイドバルブ２７１に、第２出力ライン２０
７がハイクラッチ用デューティソレノイドバルブ２７２
にそれぞれ接続されている。

【００７５】そして、ロークラッチ用デューティソレノ
イドバルブ２７１により、上記第１出力ライン２０６か
らのライン圧が調整されてロークラッチ６０の締結圧
（以下「ロークラッチ圧」という）が生成され、これ
が、正常時には、フェールセーフバルブ２１２およびロ
ークラッチライン２７４を介してロークラッチ６０の油
圧室に供給されることにより、その大きさに応じた締結
力でロークラッチ６０が締結される。また、ハイクラッ
チ用デューティソレノイドバルブ２７２の作動により、
上記第２出力ライン２０７からのライン圧が調整されて
ハイクラッチ７０の締結圧（以下「ハイクラッチ圧」と
いう）が生成され、これがハイクラッチライン２７５を
介してハイクラッチ７０の油圧室に供給されることによ
り、その大きさに応じた締結力でハイクラッチ７０が締
結されるようになっている。

【００７６】その場合に、これらのデューティソレノイ
ドバルブ２７１，２７２は、その制御信号のデューティ
率が１００％のときにはクラッチ圧を出力せず（全
閉）、０％のときに供給されるライン圧をそのままクラ
ッチ圧として出力する（全開）。そして、その中間のデ
ューティ率では、その値に応じたクラッチ圧を生成する
ようになっている。

【００７７】ここで、上記ロークラッチライン２７４お
よびハイクラッチライン２７５にはそれぞれアキュムレ
ータ２７６，２７７が備えられ、ロークラッチ６０およ
びハイクラッチ７０への締結圧の供給を緩やかに行わせ
ることにより、これらのクラッチ６０，７０の締結時に
おけるショックの発生を抑制するようになっている。

【００７８】また、マニュアルバルブ２０５から導かれ
た第３出力ライン２０８は、前述したように、正常時に
は、上記フェールセーフバルブ２１２を介してシフトバ
ルブ２４０の制御ポート２４０ａに接続され、上記マニ
ュアルバルブ２０５がＲレンジの位置に移動したとき
に、ライン圧が上記シフトバルブ２４０の制御ポート２
４０ａに供給されて、該シフトバルブ２４０のスプール
を左側、即ち後退時用の位置に移動させるようになって
いる。

【００７９】さらに、フェールセーフ時には、上記フェ
ールセーフバルブ２１２を作動させるオンオフソレノイ
ドバルブ２１３がオフとなって、上記フェールセーフバ
ルブ２１２のスプールが左側に移動し、これにより、上
記ロークラッチ用デューティソレノイドバルブ２７１と
ロークラッチライン２７４との間、および第３出力ライ
ン２０８とシフトバルブ２４０との間がそれぞれ遮断さ
れるようになっている。

【００８０】なお、以上の構成に加えて、図４に示す油
圧制御回路２００には、レギュレータバルブ２０２のド
レンポートから導かれた潤滑ライン２８１が設けられて
おり、この潤滑ライン２８１に、潤滑油圧を所定値に調
整するリリーフバルブ２８２や、第１、第２開閉バルブ
２８３，２８４等が配置されて、第１、第２無段変速機
構２０，３０や遊星歯車機構５０等のパワートレイン各
部に対する潤滑油の供給を制御するようになっている。

【００８１】この実施の形態に係るパワートレイン１０
は、以上のような機械的構成と油圧制御回路２００とを
有すると共に、この油圧制御回路２００を用いて第１、
第２無段変速機構２０，３０の変速比制御およびクラッ
チ６０，７０の締結制御を行うことにより、パワートレ
イン１０の全体としての変速比（以下適宜「ユニットレ
シオ」ともいう）の制御を行うコントロールユニットを
備えている。

【００８２】図７に示すように、このコントロールユニ
ット３００は、当該車両の車速を検出する車速センサ３
０１、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数セン
サ３０２、スロットル開度を検出するスロットル開度セ
ンサ３０３、運転者によって選択されているレンジを検
出する選択レンジセンサ３０４、アクセルペダルの非踏
み込みを検出するアイドルスイッチ３０５、並びに入力
ディスク２１，３１および出力ディスク２２，３２の回
転数を検出する入力回転数センサおよび出力回転数セン
サ３０６，３０７等からの信号を入力する一方、これら
のセンサやスイッチ３０１〜３０７からの信号が示す当
該車両の走行状態ないしエンジンの運転状態に応じて、
ライン圧制御用およびリリーフ圧制御用のリニアソレノ
イドバルブ２０９，２１０、フェールセーフ用オンオフ
ソレノイドバルブ２１３、ロークラッチ６０用およびハ
イクラッチ７０用のデューティソレノイドバルブ２７
１，２７２、並びに前進用三層弁２２０用および後退用
三層弁２３０用のステップモータ２５１，２５２等に制
御信号を出力する。

【００８３】ここで、このコントロールユニット３００
によるユニットレシオの制御を簡単に説明する。

【００８４】まず、Ｎレンジにおいては、ロークラッチ
６０及びハイクラッチ７０の両者が解放状態とされる。
そのため、インプットシャフト１１側からセカンダリシ
ャフト１３側に伝達される動力は、遊星歯車機構５０や
該セカンダリシャフト１３には伝達されず、したがっ
て、差動装置５から駆動輪へ動力が出力されることはな
い。

【００８５】このとき、遊星歯車機構５０においては、
ハイモードギヤ列９０からの動力によりサンギヤ５２が
駆動されるが、ローモードギヤ列８０からの動力はロー
クラッチ６０の入力側の回転部材まで伝達されるだけ
で、ピニオンキャリヤ５１へは伝達されず、また、セカ
ンダリシャフト１３に結合されたインターナルギヤ５３
は固定されているから、上記ピニオンキャリヤ５１は、
サンギヤ５２の回転に連動して無負荷状態で回転してい
る状態にある。

【００８６】そして、この状態で、トロイダルレシオを
所定値に設定することにより、上記ピニオンキャリヤ５
１の回転速度を、ロークラッチ６０の入、出力側回転部
材の回転速度が等しくなる速度に制御することができ
る。換言すれば、トロイダルレシオを上記所定値に制御
することにより、ロークラッチ６０を接続しても、イン
ターナルギヤ５３ないしセカンダリシャフト１３の回転
を０とすることができるのである。これにより、所謂ギ
ヤードニュートラル状態が得られる（このときのトロイ
ダルレシオの上記所定値を「ＧＮレシオＲｇｎ」とい
う）。

【００８７】ここで、ステップモータ２５１，２５２に
出力する制御信号のパルス数に対するトロイダルレシオ
の変化の特性は例えば図８に示すようになり、パルス数
の増加に応じて変速比が小さくなる方向（ハイ側）に変
化する。

【００８８】そして、ギヤードニュートラル状態では、
ユニットレシオは、図９に符号ア、イで示すように無限
大となるが、この状態から上記ステップモータ２５１，
２５２に対する制御信号のパルス数を減少させれば、ト
ロイダルレシオが大きくなる方向（ロー側）に変化し
て、上記サンギヤ５２への入力回転速度が低下すること
により、遊星歯車機構５０のインターナルギヤ５３は前
進方向に回転し始める。これにより、パルス数の減少に
従ってユニットレシオが小さくなる方向（ハイ側）に変
化する前進ローモード特性Ｌｆが実現される。

【００８９】また、この前進ローモードで発進時から次
第にユニットレシオが小さくなり、図９に符号ウで示す
ように、所定の切り換えレシオに達すると、上記ローク
ラッチ６０が切断されると同時にハイクラッチ７０が締
結され、インプットシャフト１１からの動力が第１、第
２無段変速機構２０，３０、ハイモードギヤ列９０およ
び該ハイクラッチ７０を介してセカンダリシャフト１３
に伝達されることになる。この状態では、ハイモードギ
ヤ列９０のギヤ比が１であるとすれば、ユニットレシオ
はトロイダルレシオに等しくなり、図８に示すトロイダ
ルレシオの特性と同一で、かつ、パルス数の増加に従っ
てユニットレシオが小さくなる方向（ハイ側）に変化す
る前進ハイモード特性Ｈが実現されることになる。

【００９０】なお、上記のギヤードニュートラルの状態
からステップモータ２５１，２５２に対する制御信号の
パルス数を増加させることによりトロイダルレシオを小
さくする方向（ハイ側）に変化させて、上記サンギヤ５
２への入力回転速度を上昇させれば、遊星歯車機構５０
のインターナルギヤ５１は後退方向に回転し始め、パル
ス数の増加に従ってユニットレシオの絶対値が小さくな
るＲレンジでの後退ローモード特性Ｌｒが得られる。

【００９１】次に、本発明の特徴部分であるトロイダル
レシオないしユニットレシオのフィードバック制御動作
を図１０及び図１１のフローチャートに従って説明す
る。

【００９２】まず、ステップＳ１で、図７に示す各セン
サやスイッチ３０１〜３０７からの信号に基づき、現時
点における車速Ｖ、エンジン１のスロットル開度ＴＶ
Ｏ、選択されているレンジ、アイドルスイッチ３０５の
ＯＮ，ＯＦＦ状態、トロイダルレシオ等の各種の状態量
を検出する。

【００９３】次に、ステップＳ２で、今回の制御サイク
ルが、アイドルスイッチ３０５がＯＮからＯＦＦまたは
ＯＦＦからＯＮに切り換わった直後のサイクルであるか
否かを判定し、そのような切換直後のサイクルでない場
合は、ステップＳ３に進んで、タイマｔｉｍがゼロであ
るか否かを判定する。そして、タイマｔｉｍがゼロの場
合はステップＳ４に進む一方、ステップＳ２でアイドル
スイッチ３０５の切換直後であると判定された場合や、
ステップＳ３でタイマｔｉｍがゼロでないと判定された
場合には共にステップＳ１０に進む。

【００９４】ステップＳ４では、変速線図に基づく目標
ユニットレシオＲｏの設定が行なわれる。ここで、変速
線図は、図１２〜図１４に示すように、走行モードが前
進ローモードＬｆの場合、前進ハイモードＨの場合、及
び後退ローモードＬｒの場合毎に、予め車速Ｖやスロッ
トル開度ＴＶＯ等の走行状態に応じてそれぞれ個別に設
定されている。また、各変速線図には、前進ローモード
Ｌｆと前進ハイモードＨとの間のモード切換え時のユニ
ットレシオＲｍを有するモード切換ラインＭが設けられ
ている。

【００９５】目標ユニットレシオＲｏは、特に図１３の
前進ハイモードＨの場合で示すように、現車速と現スロ
ットル開度とから目標エンジン回転数Ｎｅｏを算出した
のち、この目標エンジン回転数Ｎｅｏと現車速とから設
定される。

【００９６】なお、図１２に示す前進ローモードＬｆの
ときの変速線図と、図１４に示す後退ローモードＬｒの
ときの変速線図とでは、後退ローモードＬｒのときの方
が前進ローモードＬｆのときに比べてユニットレシオが
ロー側に設定されている。これは、後退時に前進時と同
様のアップシフトを行なうと、車速が乗り過ぎるため、
後退時には前進時よりもエンジン回転数を上げるように
設定してあるのである。

【００９７】そして、ステップＳ５で、この目標ユニッ
トレシオＲｏに対する現ユニットレシオＲの偏差ΔＲを
算出したのち、ステップＳ６で、入力トルク、変速比、
走行モード、レンジに応じて、ＰＩＤ制御の指数Ｓにお
ける比例項のゲインＫｐを設定する。

【００９８】このとき、この比例項ゲインＫｐは、図１
５に示すように、トルクが小さいほど大きく、トルクが
大きいほど小さくなるように設定されている。また、こ
の比例項ゲインＫｐは、図１６に示すように、トロイダ
ルレシオがローモードにおいてＧＮレシオＲｇｎに近づ
くほど小さく、モード切換え時のレシオＲｍｔに近づく
ほど大きくなるように設定されている。また、同じく図
１６に示すように、走行モードがローモードＬｆ，Ｌｒ
であるときは小さく、ハイモードＨであるときは大きく
なるように設定されている。さらに、同じく図１６に示
すように、その場合に、レンジが前進レンジＬｆである
ときは大きく、後退レンジＬｒであるときは小さくなる
ように設定されている。

【００９９】そして、ステップＳ７で、このような特性
で設定された比例項ゲインＫｐを用いて、次式に従い、
ＰＩＤ制御指数Ｓを設定する。

【０１００】

【数１】 ここで、Ｋｉは積分項ゲイン、及びＫｄは微分項ゲイン
である。

【０１０１】次いで、ステップＳ８で、この指数Ｓに基
づき、図１７に示すように予め設定されたマップから、
ステップモータ２５１，２５２に出力するパルス数ΔＰ
を求める。ここで、上記マップでは、指数Ｓの絶対値が
大きくなるほど出力するパルス数Ｐも多くなるように設
定されていると共に、指数Ｓが正のとき（実トロイダル
レシオが目標トロイダルレシオよりもロー側の値のと
き）には、出力パルス数Ｐを増加させて実トロイダルレ
シオをハイ側に修正し、逆に、指数Ｓが負のとき（実ト
ロイダルレシオが目標トロイダルレシオよりもハイ側の
値のとき）には、出力パルス数Ｐを減少させて実トロイ
ダルレシオをロー側に修正するように設定されている
（図８参照）。

【０１０２】そして、ステップＳ９で、このようにして
求められたパルス数ΔＰの信号をステップモータ２５
１，２５２に出力する。これにより、上記偏差ΔＲが解
消されるように該ステップモータ２５１，２５２ないし
三層弁２２０，２３０のスリーブ２２２，２３２が駆動
されると共に、このステップＳ４〜Ｓ９が繰り返し実行
されることにより、ユニットレシオＲが目標レシオＲｏ
にフィードバック制御されることになる。

【０１０３】その場合に、上記比例項ゲインＫｐを、入
力トルクが小さいほど大きく、入力トルクが大きいほど
小さくなるように設定したので、入力トルクが大きいと
きは小さいときに比べて実レシオＲの変動が抑制され
る。

【０１０４】また、上記比例項ゲインＫｐを、トロイダ
ルレシオがローモードにおいてＧＮレシオＲｇｎに近づ
くほど小さく、モード切換え時のレシオＲｍｔに近づく
ほど大きくなるように設定したので、換言すれば、ユニ
ットレシオがロー側ほど小さく、ユニットレシオがハイ
側ほど大きくなるように設定したので、ユニットレシオ
が大きいときは小さいときに比べて実ユニットレシオＲ
の変動が抑制される。

【０１０５】さらに、上記比例項ゲインＫｐを、走行モ
ードがローモードＬｆ，Ｌｒであるときは小さく、ハイ
モードＨであるときは大きくなるように設定したので、
走行モードがローモードＬｆ，Ｌｒであるときはハイモ
ードＨであるときに比べて実レシオＲの変動が抑制され
る。

【０１０６】そして、上記比例項ゲインＫｐを、レンジ
が前進レンジＬｆであるときは大きく、後退レンジＬｒ
であるときは小さくなるように設定したので、レンジが
前進レンジＬｆであるときは後退レンジＬｒであるとき
に比べて実レシオＲの変動が抑制される。

【０１０７】このような設定にした主な理由の一つはお
よそ次のようなものである。

【０１０８】すなわち、走行モードがローモードである
場合は、エンジン１からのトルクがインプットシャフト
１１及びローモードギヤ列８０を介してセカンダリシャ
フト１３側へ伝達される一方で、該セカンダリシャフト
１３上の遊星歯車機構５０で発生する反力としてのトル
クがハイモードギヤ列９０を介して無段変速機構２０，
３０の出力ディスク２２，３２に還流されて循環トルク
となる。したがって、図６に符号ｃで示す方向に回転す
る無段変速機構２０，３０の出力ディスク２２，３２の
トルクが増大すると、前述のトラクション力が図中の矢
印ｄ方向に働くことになる。もちろん、トラニオン２
５，３５には、このようなトラクション力に対抗し得る
だけの油圧が供給されているのではあるが、そのような
制御油圧で直接支えられているピストン部分１１３，１
１４以外の部分で、該ピストン部分１１３，１１４より
ディスク２１，２２，３１，３２に近い位置に配置され
ているロッド２７，３７や、トラニオン本体２５，３
５、あるいはこれらの接続部分、ないしはローラ支持シ
ャフト２４，２４、さらには該シャフト２４，２４とト
ラニオン２５，３５との連結部分等が、上記矢印ｄ方向
のトラクション力によって引きずられるように撓んだ
り、歪んだりして物理的変形を生じ、その結果、パワー
ローラ２３，３３が各ディスク２１，２２，３１，３２
の回転方向の力を受けて、実トロイダルレシオがよりハ
イ側に小さくなるという挙動を示すのである。そして、
このような変速比の変動は、トルクが増大するほど著し
くなって、該変速比のフィードバック制御が困難なもの
となり、その制御ゲインを大きくすると、制御のハンテ
ィングが生じるのである。

【０１０９】そこで、入力トルクが大きく、変速比制御
が困難なものとなっている状況下では、制御ゲインＫｐ
を小さくすることにより、変速比フィードバック制御の
ハンティングを防止することができ、逆に、入力トルク
が小さく、変速比制御が困難なものとなっていない状況
下では、制御ゲインＫｐを大きくすることにより、変速
比フィードバック制御の応答性を確保することができる
ことになる。

【０１１０】また、図９の符号ア、イで示すように、ト
ロイダルレシオがＧＮレシオＲｇｎの近傍にある場合の
ように、トロイダルレシオの変化に伴い、ユニットレシ
オないしパワートレインのトルクが大きく変動するよう
な状況下では、制御ゲインＫｐを小さくすることによ
り、著しいトルク変動を防止することができ、逆に、図
９の符号ウで示すように、トロイダルレシオがモード切
換レシオＲｍｔの近傍にある場合のように、トロイダル
レシオの変化に伴い、ユニットレシオないしパワートレ
インのトルクが大きく変動しないような状況下では、制
御ゲインＫｐを大きくすることにより、変速比フィード
バック制御の応答性を確保することができることにな
る。

【０１１１】さらに、ローモードＬｆ，Ｌｒの動力伝達
経路においてはトロイダルレシオの変化に伴うパワート
レインのトルク変動が大きく、ハイモードＨの動力伝達
経路においてはそれが小さいから、ローモードＬｆ，Ｌ
ｒの動力伝達経路が達成されている状況下では、制御ゲ
インＫｐを小さくすることにより、著しいトルク変動を
防止することができ、逆に、ハイモードＨの動力伝達経
路が達成されている状況下では、制御ゲインＫｐを大き
くすることにより、変速比フィードバック制御の応答性
を確保することができることになる。

【０１１２】そして、後退レンジが選択されている状況
下では、制御ゲインＫｐを小さくすることにより、安定
性よくスムーズに車両を後進させることができ、逆に、
前進レンジが選択されている状況下では、制御ゲインＫ
ｐを大きくすることにより、応答性よくスピーディに車
両を前進させることができることになる。

【０１１３】一方、ステップＳ２でアイドルスイッチ３
０５がＯＮ、ＯＦＦの切換直後であると判定された場合
や、ステップＳ３でタイマｔｉｍがゼロでないと判定さ
れた場合には、ステップＳ１０に進んで、該タイマｔｉ
ｍが所定時間Ｔａ以下か否かを判定する。

【０１１４】そして、以下の場合は、ステップＳ１１
で、今回の制御サイクルでステップモータ２５１，２５
２に出力する制御信号のパルス数ΔＰを設定する。

【０１１５】ここで、このパルス数ΔＰは、上記所定時
間Ｔａが経過するまでの間にこのステップＳ１１を経由
する制御サイクルを繰り返すことにより、結果的に、ス
テップモータ２５１，２５２に対し、全体として、予め
定められたパルス数Ｐ１を一定周波数ｆ１で出力したこ
とになるような値に設定される。

【０１１６】そして、ステップＳ１２で、上記タイマｔ
ｉｍを１だけ大きくしたのち、ステップＳ９で、このよ
うにして求められたパルス数ΔＰの信号をステップモー
タ２５１，２５２に出力する。これにより、上記ステッ
プＳ１１を経由する制御サイクルを繰り返すことによ
り、ユニットレシオＲがフィードフォワード制御される
ことになる（図２０における時刻ｔ１とｔ２との間、及
び時刻Ｔ３とＴ４との間）。

【０１１７】そして、ステップＳ１０で、タイマｔｉｍ
が所定時間Ｔａを超えたと判定された時点で、ステップ
Ｓ１３に進み、該タイマｔｉｍをゼロにリセットしたの
ち、ステップＳ４に進んで、変速比のフィードバック制
御に切り換わる。

【０１１８】ここで、上記フィードフォワード制御のパ
ルス数ΔＰは次のようにして設定される。

【０１１９】すなわち、前述したように、走行モードが
ローモードであって、アクセルペダルが踏込み状態（正
駆動状態）である場合は、エンジンからのトルクは無段
変速機構２０，３０の出力ディスク２２，３２から入力
されるのに対して、アクセルペダルが非踏込み状態（逆
駆動状態）である場合は、駆動輪側からのトルクは無段
変速機構２０，３０の入力ディスク２１，３１から入力
される。これとは逆に、走行モードがハイモードであっ
て、正駆動状態である場合は、エンジンからのトルクは
無段変速機構２０，３０の入力ディスク２１，３１から
入力されるのに対して、逆駆動状態である場合は、駆動
輪側からのトルクは無段変速機構２０，３０の出力ディ
スク２２，３２から入力される。つまり、正駆動状態と
逆駆動状態とでは、無段変速機構２０，３０を通過する
トルクの向きが逆になる。その結果、トラクション力も
相互に逆方向に働くことになり、その結果、実トロイダ
ルレシオの変動方向もまた逆になる。つまり、例えば、
正駆動状態でトロイダルレシオがよりハイ側に小さくな
るという挙動を示す場合は、アクセルペダルの踏込みが
解除され、アイドルスイッチがＯＮとなって、逆駆動状
態となったときにはトロイダルレシオがよりロー側に大
きくなるという挙動を示すのである。

【０１２０】したがって、アイドルスイッチのＯＮ、Ｏ
ＦＦ切換時に、このトロイダルレシオの変動分を修正し
ないと、ユニットレシオが大きく変化して、著しいトル
ク変動が生じ、ドライブフィーリングが損なわれること
になる。そこで、そのトロイダルレシオの修正をフィー
ドフォワード制御で速やかに行なっているのである。

【０１２１】その場合、具体的には、図１８に示すよう
に、アイドルスイッチのＯＮ、ＯＦＦ切換えに伴って、
トルクがΔｉだけ変動し、その結果、トロイダルレシオ
がΔｊだけ変化するとすると、図１９に示すように、そ
のΔｊだけトロイダルレシオが逆に変化するようなパル
ス数ΔＰが設定される。これにより、図２０に鎖線カで
示すような正駆動と逆駆動との違いにより発生する著し
い変速比変動ないしトルク変動が抑制され、実線キで示
すような円滑な変速比制御が確保され、実現することに
なる。

【０１２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、無段変
速機構を備えたパワートレインの変速比フィードバック
制御を入力トルクや変速比、あるいは走行モードやレン
ジ等といった状況に応じた適正なものに改良することが
できるから、変速比のずれや変動の影響を考慮して、狙
い通りの変速制御が実現する。本発明は、車両用パワー
トレイン、特に無段変速機構を備えた車両用パワートレ
イン、さらにはトロイダル式無段変速機構を備えた車両
用パワートレインに好ましく適用可能である。

【０１２３】

【従来の技術】 【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明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】 同変速機の要部の具体的構造を展開状態で示
す平面図である。

【図３】 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】 同変速機の油圧制御の回路図である。

【図５】 図３のＢ方向からみた変速制御用三層弁の周
辺の部分断面図である。

【図６】 図３のＣ方向からみた変速制御機構周辺の部
分断面図である。

【図７】 パワートレイン全体の制御システムを示すブ
ロック図である。

【図８】 ステップモータのパルス数とトロイダルレシ
オとの関係を示す特性図である。

【図９】 ステップモーターのパルス数とユニットレシ
オとの関係を示す特性図である。

【図１０】 変速比制御動作を示すフローチャートであ
る。

【図１１】 同制御動作の一部を示すフローチャートで
ある。

【図１２】 前進ローモードで用いられる変速線図であ
る。

【図１３】 前進ハイモードで用いられる変速線図であ
る。

【図１４】 後退ローモードで用いられる変速線図であ
る。

【図１５】 上記制御動作で用いられる制御ゲインと入
力トルクとの関係を示すマップである。

【図１６】 上記制御動作で用いられる制御ゲインと、
変速比、走行モード及びレンジとの関係を示すマップで
ある。

【図１７】 上記制御動作で用いられる指数と、ステッ
プモータへ出力する制御信号のパルス数との関係を示す
マップである。

【図１８】 上記制御動作で用いられるトルクの変化
と、それに伴うトロイダルレシオの変動との関係を示す
マップである。

【図１９】 上記制御動作で用いられるトロイダルレシ
オの変動と、それを打ち消すためのパルス数との関係を
示すマップである。

【図２０】 同制御動作のタイムチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン １０ パワートレイン ２０，３０ 無段変速機構 ５０ 遊星歯車機構（歯車機構） ６０ ロークラッチ ７０ ハイクラッチ ２００ 油圧制御回路 ２５１，２５２ ステップモータ（変速比制御手段） ３００ コントロールユニット（制御手段、ト
ルク検出手段、制御ゲイン変更手段） ３０１ 車速センサ（走行状態検出手段） ３０３ スロットル開度センサ（走行状態検出
手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入出力ディスク間にパワーローラが介設
   されたトロイダル式無段変速機構を備え、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
   果に基づいて目標変速比を設定する目標変速比設定手段
   と、該設定手段で設定された目標変速比が実現するよう
   に上記入出力ディスクに対するパワーローラの傾転角を
   フィードバック制御する変速比制御手段とを有するパワ
   ートレインの制御装置であって、トルクを検出するトル
   ク検出手段と、該検出手段で検出されたトルクに応じて
   上記変速比制御手段によるフィードバック制御の制御ゲ
   インを変更する制御ゲイン変更手段とが設けられている
   ことを特徴とするパワートレインの制御装置。
2. 【請求項２】 無段変速機構の変速比を検出する変速比
   検出手段が備えられ、制御ゲイン変更手段は、トルク検
   出手段で検出されたトルクと、この変速比検出手段で検
   出された変速比とに応じて制御ゲインを変更することを
   特徴とする請求項１に記載のパワートレインの制御装
   置。
3. 【請求項３】 歯車機構が備えられ、無段変速機構とこ
   の歯車機構とを経由する第１の動力伝達経路と、無段変
   速機構のみを経由する第２の動力伝達経路とが設けられ
   ていると共に、走行状態検出手段の検出結果に基づいて
   これらの経路を選択的に達成する経路達成手段が備えら
   れて、制御ゲイン変更手段は、トルク検出手段で検出さ
   れたトルクと、この経路達成手段により達成されている
   動力伝達経路の種類とに応じて制御ゲインを変更するこ
   とを特徴とする請求項１に記載のパワートレインの制御
   装置。
4. 【請求項４】 レンジを検出するレンジ検出手段が備え
   られ、制御ゲイン変更手段は、トルク検出手段で検出さ
   れたトルクと、このレンジ検出手段で検出されたレンジ
   とに応じて制御ゲインを変更することを特徴とする請求
   項１に記載のパワートレインの制御装置。
5. 【請求項５】 入出力ディスク間にパワーローラが介設
   されたトロイダル式無段変速機構を備え、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
   果に基づいて目標変速比を設定する目標変速比設定手段
   と、該設定手段で設定された目標変速比が実現するよう
   に上記入出力ディスクに対するパワーローラの傾転角を
   フィードバック制御する変速比制御手段とを有するパワ
   ートレインの制御装置であって、無段変速機構の変速比
   を検出する変速比検出手段と、該検出手段で検出された
   変速比に応じて上記変速比制御手段によるフィードバッ
   ク制御の制御ゲインを変更する制御ゲイン変更手段とが
   設けられていることを特徴とするパワートレインの制御
   装置。
6. 【請求項６】 入出力ディスク間にパワーローラが介設
   されたトロイダル式無段変速機構と歯車機構とを備え、
   これらの両機構を経由する第１の動力伝達経路と、無段
   変速機構のみを経由する第２の動力伝達経路とが設けら
   れていると共に、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基づいて目標変速比
   を設定する目標変速比設定手段と、該設定手段で設定さ
   れた目標変速比が実現するように上記入出力ディスクに
   対するパワーローラの傾転角をフィードバック制御する
   変速比制御手段とを有するパワートレインの制御装置で
   あって、走行状態検出手段の検出結果に基づいて第１、
   第２の動力伝達経路を選択的に達成する経路達成手段
   と、該達成手段により達成されている動力伝達経路の種
   類に応じて上記変速比制御手段によるフィードバック制
   御の制御ゲインを変更する制御ゲイン変更手段とが設け
   られていることを特徴とするパワートレインの制御装
   置。
7. 【請求項７】 入出力ディスク間にパワーローラが介設
   されたトロイダル式無段変速機構を備え、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
   果に基づいて目標変速比を設定する目標変速比設定手段
   と、該設定手段で設定された目標変速比が実現するよう
   に上記入出力ディスクに対するパワーローラの傾転角を
   フィードバック制御する変速比制御手段とを有するパワ
   ートレインの制御装置であって、レンジを検出するレン
   ジ検出手段と、該検出手段で検出されたレンジに応じて
   上記変速比制御手段によるフィードバック制御の制御ゲ
   インを変更する制御ゲイン変更手段とが設けられている
   ことを特徴とするパワートレインの制御装置。