JP2000193078A - パワ―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動力
伝達経路の切換時のショックの発生を抑制することを課
題とする。 【解決手段】 無段変速機構の動力伝達経路の切換えに
伴うトルク伝達方向の反転、ないしそれに起因する変速
比の変動を考慮して、各経路達成用の摩擦要素の掛替え
を行なう。特に、上記変速比の変動を解消する方向に無
段変速機構の変速比を制御するコントロールユニット３
００を備える。これにより、動力伝達経路の切換時にト
ルクの伝達方向が反転しても、変速比の変動が抑制で
き、不快な切換ショックを低減できる。

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、特に無段変速機構を用いた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、車両に搭載されるパワートレイン
として無段変速機構を用いたものが実用化されつつあ
る。特開平９−２１０１９１号公報にはその代表的一例
が開示されている。パワートレインはトロイダル式無段
変速機構と遊星歯車機構とを備え、エンジンと駆動輪と
の間の動力伝達経路として、これらの両機構を経由する
第１の経路と、無段変速機構のみを経由する第２の経路
とを有する。各経路達成用の摩擦要素の選択的締結によ
り、第１、第２の経路のいずれか一方を用いてエンジン
と駆動輪との間で動力が伝達される。

【０００３】この場合、第１の経路が選択された状態で
無段変速機構を所定の変速比に制御することにより駆動
輪側への出力回転がゼロとなるギヤードニュートラルの
状態が得られ、このギヤードニュートラルの状態から無
段変速機構の変速比を大きくするか又は小さくすること
によってパワートレインとしての最終変速比が比較的低
い前進状態又は後退状態が実現する（ローモード）。一
方、第２の経路が選択された状態ではパワートレインと
しての最終変速比が無段変速機構の変速比のみに応じて
変化する比較的変速比の高い前進状態が実現する（ハイ
モード）。

【０００４】一般に、トロイダル式無段変速機構では、
入、出力ディスク間に介設したパワーローラの傾転の振
り幅をできるだけ小さな範囲内に抑えるために、無段変
速機構の変速比を減速方向に大きくしたとき、ローモー
ドではパワートレインの最終変速比が増速方向に小さく
なり、ハイモードでは逆に減速方向に大きくなるように
構成される。それゆえ、無段変速機構の減速側の変速比
のなかに、ローモードでもハイモードでも同一の最終変
速比を実現させるものが存在し、変速比がこのポイント
にあるときにローモードとハイモードとの切換えを行な
うと、モード切換えの前後で最終変速比が著しく変動せ
ず、切換ショックが抑制されることになる。

【０００５】上記公報には、このモードの切換動作中、
ローモード達成用の摩擦要素とハイモード達成用の摩擦
要素との両方を共に締結状態とすることが開示されてい
る。両摩擦要素とも締結させることによって、変速比が
上記切換ポイントに堅持され、切換ショックが確実に回
避される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、上
記公報開示のトロイダル式無段変速機構の場合、その変
速比制御は、一般に、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パワーローラの両デ
ィスクに対する傾転角を制御することにより行なわれ
る。パワーローラのディスクに対する位置を制御するこ
とによって、該ローラが相反する入、出力ディスクの回
転を受けて所定の方向に所定の角度だけ傾転する。ロー
ラのディスクに対する位置制御は、該ローラの支持部材
に対する油圧制御により行なわれ、その油圧制御は例え
ば三層弁のスリーブ位置制御、ないし該スリーブを移動
させるステップモータのパルス数制御等を介して実行さ
れる。

【０００７】このとき、無段変速機構の変速比と、上記
三層弁のスリーブ位置ないしステップモータのパルス数
とがそれぞれ理論的に一対一に対応する。したがって、
目標変速比が設定されたとき、それを実現させる三層弁
のスリーブ位置やステップモータのパルス数等が予め定
まる。

【０００８】しかし、無段変速機構を通過するトルクに
よるトロイダルディスク面やローラの変形、あるいはデ
ィスクの回転力によるローラの引きずり現象等が起こ
り、現実には、同じパルス数の制御信号をステップモー
タに出力しても異なる変速比が得られたり、あるいは同
じ目標変速比を実現させるためのパルス数が異なったり
する。そして、このような変速比の理論値とのずれは、
トルクが大きくなるほど顕著となるばかりでなく、トル
クの通過方向によってずれの方向が逆転し、例えば、ロ
ーモードとハイモードとで無段変速機構を通過するトル
クの伝達方向が反転するような場合には、変速比が増速
方向にずれていたのが、モードの切り換わりと同時に一
気に減速方向へのずれへと変化したりする。その結果、
ローモードの状態から両摩擦要素を共に締結させた状態
を経て、ハイモードの状態に移行したときに、著しい変
速比の変動が起き、ここで不快なショックが発生するの
である。

【０００９】本発明は、相互に異なる動力伝達経路を有
するローモードとハイモードとの切換時における上記の
ような不具合に対処するもので、切換動作中における変
速比の変動を確実に抑制し、もって切換ショックを解消
することを課題とする。

【００１０】

【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。

【００１１】まず、本願の特許請求の範囲の請求項１に
記載の発明は、無段変速機構と歯車機構とを経由する第
１の経路と、無段変速機構のみを経由する第２の経路と
が設けられていると共に、これらの経路を選択的に切り
換える経路切換手段が備えられた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制御する変速比
制御手段と、上記切換手段による経路の切換時に、その
切換えに伴う変速比の変動を抑制するように、上記変速
比制御手段を制御する切換制御手段とが備えられている
ことを特徴とする。

【００１２】この発明によれば、走行モードの切換え時
に、その切換えに伴う変速比の変動が抑制されるから、
ローからハイ、あるいはハイからローへモードが移行し
たときにおいても、不快なショックの発生するのが低減
される。

【００１３】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、トルクを検出するトルク検
出手段が備えられ、切換制御手段は、この検出手段で検
出されたトルクに応じて変速比制御手段の変速比制御量
を補正することを特徴とする。

【００１４】この発明によれば、トルクに応じて変速比
制御量が補正されるから、例えばトルクが大きく、変速
比の理論値からのずれが顕著となるような場合であって
も、そのずれないし変動が充分効果的に抑制される。

【００１５】次に、請求項３に記載の発明は、上記請求
項１に記載の発明において、切換制御手段は、第１の経
路から第２の経路への切換時と、第２の経路から第１の
経路への切換時とでは、変速比制御手段の変速比制御方
向を逆転させることを特徴とする。

【００１６】この発明によれば、例えばローモードとハ
イモードとで無段変速機構を通過するトルクの伝達方向
が反転し、その結果、変速比のずれ方向が増速側と減速
側とで逆転するような状況に適正に対処できる。

【００１７】次に、請求項４に記載の発明は、上記請求
項１に記載の発明において、それぞれ締結されることに
より第１の経路を達成する摩擦要素と第２の経路を達成
する摩擦要素とが設けられ、経路切換手段は、これらの
両摩擦要素を共に締結させた状態を経ていずれか一方の
摩擦要素を選択的に締結させることにより経路の切換え
を行なうように構成されていると共に、切換制御手段
は、上記切換手段によって両摩擦要素が共に締結されて
いる状態のときに、変速比制御手段を制御することを特
徴とする。

【００１８】この発明によれば、経路の切換えが、第
１、第２の経路達成用の両摩擦要素が共に締結された状
態を経るから、その間は、変速比が切換ポイントに堅持
されて切換ショックが確実に回避される。

【００１９】そして、この両摩擦要素が共に締結されて
いる状態のときに、変速比制御手段が制御されるから、
そのような変速比制御手段の制御中には変速比は変動せ
ず、いかようにも変速比制御手段を制御することができ
ると共に、そののちに、モードの移行が開始したとき
に、狙いの変速比が実現することになる。

【００２０】次に、請求項５に記載の発明は、上記請求
項４に記載の発明において、切換制御手段は、切換手段
による経路の切換開始から所定時間経過したのちに、変
速比制御手段を制御することを特徴とする。

【００２１】この発明によれば、具体的に、時間の計測
によって、両摩擦要素が共に締結された状態になってい
るか否かが判定できる。

【００２２】次に、請求項６に記載の発明は、上記請求
項５に記載の発明において、切換制御手段は、締結側摩
擦要素の締結用油圧が所定値以上となったときに、変速
比制御手段を制御することを特徴とする。

【００２３】この発明によれば、より具体的に、締結側
摩擦要素の締結動作の進み具合によって、両摩擦要素が
共に締結された状態になっているか否かが判定できる。

【００２４】次に、請求項７に記載の発明は、上記請求
項５に記載の発明において、切換制御手段は、締結側摩
擦要素の入、出力回転部材の差回転、及び解放側摩擦要
素の入、出力回転部材の差回転が共に所定値以下となっ
たときに、変速比制御手段を制御することを特徴とす
る。

【００２５】この発明によれば、さらに具体的に、両摩
擦要素のスリップ量がいずれもほとんどないことをもっ
て、両摩擦要素が共に締結された状態になっているか否
かが判定できる。

【００２６】次に、請求項８に記載の発明は、上記請求
項４に記載の発明において、トルクを低下させるトルク
低下手段が備えられ、切換制御手段は、締結側摩擦要素
の締結時にトルクが低下するように上記低下手段を制御
することを特徴とする。

【００２７】この発明によれば、締結側摩擦要素の締結
ショックが低減されると共に、加えて、変速比の理論値
からのずれの程度が抑制される。

【００２８】次に、請求項９に記載の発明は、上記請求
項４に記載の発明において、摩擦要素に供給する油圧を
調整するソレノイドバルブが備えられ、摩擦要素の締結
時には、このソレノイドバルブで調整された油圧が該摩
擦要素に供給されると共に、切換制御手段は、摩擦要素
の解放時には、変速比制御手段による変速比制御が終了
したのち、上記ソレノイドバルブとは別に設けられた排
圧バルブを介して該摩擦要素から油圧を排出させること
を特徴とする。

【００２９】この発明によれば、摩擦要素の締結時に
は、ソレノイドバルブによる油圧制御でショックのない
円滑な締結動作が実現する一方で、摩擦要素の解放時に
は、排圧バルブによってその解放動作が速やかに進行
し、その結果、モード切換後に再開される例えば変速比
制御等が早い時期から開始でき、応答性が向上し、切換
制御時間が全体として短くなる。

【００３０】

【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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】このとき、図示されている出力ディスク２
２がｃ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ｃ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。

【００４８】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）。

【００４９】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）。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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
セーフ時等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からオフド
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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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（矢印ｇ方向）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（矢印
ｈ方向）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２２７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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】ここで、無段変速機構２０，３０の変速比
（トロイダルレシオＲｔ）の制御動作を、前進時を例に
とって説明する。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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ないしパワ
ーローラ２３，３３を、該トラニオン２５，３５に作用
するトラクション力Ｔ１又はＴ２に抗して、ローラ２
３，３３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、その中立位置から、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の回転を受けて傾転が進行する
（トロイダルレシオが変化する）ように、軸心Ｘ，Ｘ方
向に沿って移動させる制御である。

【００７５】いま、例えば、トルクが変速機構２０，３
０を、入力ディスク２１，３１側から出力ディスク２
２，３２側に通過する場合、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方向に駆動されるから、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２
２，３２がｃ，ｃ方向に駆動されるから、その反力とし
て、出力ディスク２２，３２の回転方向ｃ，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２
５，３５に作用する。その結果、パワーローラ２３，３
３およびトラニオン２５，３５には、トラニオン駆動部
１１２へ近づく方向のトラクション力Ｔ１，Ｔ１が作用
することになる。

【００７６】逆に、例えば、トルクが変速機構２０，３
０を、出力ディスク２２，３２側から入力ディスク２
１，３１側に通過する場合、出力ディスク２２，３２の
ｃ，ｃ方向の回転によりパワーローラ２３，３３がｂ，
ｂ方向に駆動されるから、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
を出力ディスク２２，３２の回転方向ｃ，ｃ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方向の回転により入力ディスク２
１，３１がａ，ａ方向に駆動されるから、その反力とし
て、入力ディスク２１，３１の回転方向ａ，ａ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２
５，３５に作用する。その結果、パワーローラ２３，３
３およびトラニオン２５，３５には、トラニオン駆動部
１１２から離れる方向のトラクション力Ｔ２，Ｔ２が作
用することになる。

【００７７】そこで、このトラクション力Ｔ１又はＴ２
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。

【００７８】そして、いま、この中立状態から例えばト
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
２２２を、図５、図６において左側（ｇ方向）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２２６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、トラニ
オン２５，３５ないしパワーローラ２３，３３が図６に
示すｄ１，ｄ１方向に移動することになる。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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、図６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。

【００８２】これにより、上記差圧ΔＰは再び小さくな
って上記のような変速動作が終了し、無段変速機構２
０，３０の変速比、即ちトロイダルレシオが所定量変化
したうえで、ローラ２３，３３が中立位置に再び復帰
し、保持されることになる。

【００８３】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。

【００８４】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を図５、図６にお
いて反対方向の右側（ｈ方向）に移動させた場合も同様
に行われ、この場合、トラニオン２５，３５ないしパワ
ーローラ２３，３３が図６に示すｄ２，ｄ２方向に移動
して、トロイダルレシオは大きくなる（減速）。

【００８５】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。

【００８６】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
（ロークラッチ圧）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（ハイクラッチ圧）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。

【００８７】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０％のときにはクラッチ圧を出力せず（全閉）、１
００％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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】さらに、フェールセーフ時等には、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。このとき、特に、ロークラッ
チ６０の油圧室に通じるロークラッチライン２７４は、
フェールセーフバルブ２１２のドレインポート２１２ｂ
と連通し、ロークラッチ圧が該ドレインポート２１２ｂ
から速やかに排出される。

【００９１】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
レイ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。

【００９２】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（ユニットレシオＲｕ）
の制御を行うコントロールユニットを備えている。

【００９３】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、作動油の温
度を検出する油温センサ３０６、並びに入力ディスク２
１，３１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３０７および出力回転数センサ３
０８（図１参照）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３０１〜３０８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、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２７１，２７２、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、並びにエンジン１の点火プラグ
３０９等に制御信号を出力する。

【００９４】次に、本発明の特徴部分を説述していく。

【００９５】この無段変速機構２０，３０を搭載したパ
ワートレイン１０では、Ｎレンジが選択されているとき
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。

【００９６】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６０ａ（図１参照）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。

【００９７】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６０ａ，６０ｂ（図１参照）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の回転をゼロ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（Ｇ
Ｎ）の状態が得られる。

【００９８】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（Ｎ）とトロイダルレシオ
（Ｒｔ）との関係は例えば図８に示すような特性を有す
る。

【００９９】すなわち、パルス数が増加（プラス側に変
化）すると、トロイダルレシオが小さくなる（増速側に
変化する）。このとき、三層弁２２０，２３０のスリー
ブ２２２，２３２は、前述したように、図５、図６に示
した矢印ｇ方向に移動する。なお、このときのスリーブ
２２２，２３２のパルスモータ２５１，２５２から離れ
る方向ｇへの移動をプラス側とする。

【０１００】逆に、パルス数が減少（マイナス側に変
化）すると、トロイダルレシオが大きくなる（減速側に
変化する）。このとき、三層弁２２０，２３０のスリー
ブ２２２，２３２は、前述したように、図５、図６に示
した矢印ｈ方向に移動する。なお、このときのスリーブ
２２２，２３２のパルスモータ２５１，２５２に近づく
方向ｈへの移動をマイナス側とする。

【０１０１】ギヤードニュートラルの状態が得られると
きのトロイダルレシオ（ＧＮレシオＲｔｎ）は１より小
さく、また、そのＧＮレシオＲｔｎを実現させるパルス
数（ＧＮパルス数Ｎｎ）は相対的にプラス側にある。

【０１０２】一方、ステップモータ２５１，２５２に出
力する制御信号のパルス数（Ｎ）とユニットレシオ（Ｒ
ｕ）との関係は例えば図９に示すような特性を有する。

【０１０３】すなわち、パルス数がＧＮパルス数（Ｎ
ｎ）にあるときは、ユニットレシオは、符号ア又はイで
示すように無限大となる。このＧＮパルス数（Ｎｎ）か
らパルス数が減少（マイナス側に変化）して、トロイダ
ルレシオが大きくなると（減速側に変化すると）、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が前進方向に回転
し始める。すなわち、パルス数の減少、ないしスリーブ
位置のマイナス側への移動、及びトロイダルレシオの増
大に伴って、ユニットレシオが小さくなっていく（増速
側に変化していく）前進ローモード特性ＬＦが実現す
る。

【０１０４】逆に、ＧＮパルス数（Ｎｎ）からパルス数
が増加（プラス側に変化）して、トロイダルレシオが小
さくなると（増速側に変化すると）、サンギヤ５２への
入力回転速度が上昇することにより、遊星歯車機構５０
のインターナルギヤ５３が後退方向に回転し始める。す
なわち、パルス数の増加、ないしスリーブ位置のプラス
側への移動、及びトロイダルレシオの減少に伴って、ユ
ニットレシオが大きくなっていく（減速側に変化してい
く）Ｒレンジでの後退ローモード特性ＬＲが実現する。

【０１０５】また、前進ローモードＬＦで発進したの
ち、パルス数が減少していって、ユニットレシオが小さ
くなっていき、図８、図９に符号ウで示すように、所定
の切り換えポイント（パルス数Ｎｍ，トロイダルレシオ
Ｒｔｍ，ユニットレシオＲｕｍ）に到達すると、ローク
ラッチ６０が切断されると共にハイクラッチ７０が締結
される。即ち、クラッチ６０，７０の掛け替えが行なわ
れる。これにより、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
ルレシオの特性とほぼ同じとなる。すなわち、パルス数
の増加、ないしスリーブ位置のプラス側への移動、及び
トロイダルレシオの減少に伴って、ユニットレシオが小
さくなっていく（増速側に変化していく）前進ハイモー
ド特性ＨＦが実現する。

【０１０６】ここで、図１０に示すように、前進ローモ
ードＬＦにおいてエンジン１により車両を駆動している
正駆動状態にあるときには循環トルクが発生する。つま
り、矢印ｉで示すように、エンジン１からのトルクがイ
ンプットシャフト１１の反エンジン側の端部からローモ
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で生じる反力としてのトルクが矢印ｊで示す
ようにハイモードギヤ列９０を介して無段変速機構２
０，３０の出力ディスク２２，３２に還流される。そし
て、この還流トルクが、矢印ｋで示すように、入力ディ
スク２１，３１、プライマリシャフト１２及びローディ
ングカム機構４０等を介して上記ローモードギヤ列８０
側に再び伝達されるのである。したがって、この前進ロ
ーモードＬＦでは、変速機構２０，３０においては、正
駆動状態で、トルクは出力ディスク２２，３２側から入
力ディスク２１，３１側へ伝達されることになり、パワ
ーローラ２３，３３およびトラニオン２５，３５には、
トロイダルレシオを小さくしようとする図６に示す増速
方向のトラクション力Ｔ２，Ｔ２が作用することにな
る。

【０１０７】一方、前進ハイモードＨＦにおいて正駆動
状態にあるときには、インプットシャフト１１に入力さ
れたエンジン１からの回転は、ローディングカム機構４
０から無段変速機構２０，３０の入力ディスク２１，３
１に入力され、それぞれパワーローラ２３，３３を介し
て出力ディスク２２，３２に伝達されると共に、さら
に、ハイモードギヤ列９０からハイクラッチ７０を介し
てセカンダリシャフト１３に伝達される。したがって、
このハイモードＨＦでは、変速機構２０，３０において
は、正駆動状態で、トルクは入力ディスク２１，３１側
から出力ディスク２２，３２側へ伝達されることにな
り、パワーローラ２３，３３およびトラニオン２５，３
５には、トロイダルレシオを大きくしようとする図６に
示す減速方向のトラクション力Ｔ１，Ｔ１が作用するこ
とになる。

【０１０８】また、前進ローモードＬＦにおいてエンジ
ン１が車両の走行慣性により駆動されている逆駆動状態
にあるときは、正駆動状態にあるときとは逆に、トルク
が入力ディスク２１，３１側から出力ディスク２２，３
２側へ伝達され、パワーローラ２３，３３およびトラニ
オン２５，３５には減速方向のトラクション力Ｔ１，Ｔ
１が作用し、さらに、前進ハイモードＨＦにおいて逆駆
動状態にあるときも、正駆動状態にあるときとは逆に、
トルクが出力ディスク２２，３２側から入力ディスク２
１，３１側へ伝達され、パワーローラ２３，３３および
トラニオン２５，３５には増速方向のトラクション力Ｔ
２，Ｔ２が作用する。

【０１０９】したがって、例えば、正、逆いずれかの同
一駆動状態のままで、ロー、ハイのモードの切換えが起
こったときや、ロー、ハイいずれかの同一モードのまま
で、正、逆の駆動状態の切換えが起こったときには、変
速機構２０，３０を通過するトルクの伝達方向が反転
し、それに伴って、パワーローラ２３，３３およびトラ
ニオン２５，３５に作用するトラクション力の方向もま
た反転する。

【０１１０】このとき、前述の図６を参照して説明した
ように、各無段変速機構２０，３０のトラニオン２５，
３５にはトラクション力Ｔ１又はＴ２に対抗し得るだけ
の差圧ΔＰが供給されて中立位置に保持されているので
はあるが、現実には、そのような差圧ΔＰを直接受けて
いるのはトラニオン駆動部１１２に配置されたピストン
１１３，１１４及びその近傍部分だけであるので、それ
以外の例えば入出力ディスク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２５，３５、あるいはこれらの連設部分、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
は、トラクション力Ｔ１又はＴ２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が中立位置から増速方向
（ｄ１方向：トラクション力Ｔ２の場合）又は減速方向
（ｄ２方向：トラクション力Ｔ１の場合）に若干オフセ
ットしているのである。

【０１１１】それゆえ、例えば、具体的一例として、正
駆動状態のままでローモードＬＦからハイモードＨＦへ
の切換えが起こったときには、パワーローラ２３，３３
は、トラクション力Ｔ２，Ｔ２によって増速方向にオフ
セットした位置から、トラクション力Ｔ１，Ｔ１によっ
て減速方向にオフセットした位置へ、本来の中立位置を
挟んで、瞬間的に移動することになる。

【０１１２】図１１に、モード切換ポイントトロイダル
レシオＲｔｍを実現し得るパルス数ないしスリーブ位置
が変速機構２０，３０を通過する伝達トルク（入力トル
ク）によってどのように変化するかを調べた実験結果を
グラフで示す。

【０１１３】この図１１から明らかなように、トルクが
ゼロのときは、ローモードＬＦのときも、ハイモードＨ
Ｆのときも、あるいは正駆動のときも、逆駆動のとき
も、前述した理論値としてのモード切換ポイントパルス
数Ｎｍないしモード切換ポイントスリーブ位置Ｓｍにお
いて、モード切換ポイントトロイダルレシオＲｔｍが実
現する。

【０１１４】しかし、トルクが大きくなるに従って、モ
ード切換ポイントトロイダルレシオＲｔｍを実現するこ
とのできるパルス数ないしスリーブ位置が、上記理論値
Ｎｍ，Ｓｍから大きくずれていく。例えば、ローモード
ＬＦの正駆動状態（図中のｆ１の特性ライン）では、ト
ルクの増大に伴い、パルス数ないしスリーブ位置を上記
理論値Ｎｍ，Ｓｍから次第に減速方向に大きくずらして
いかないと、モード切換ポイントトロイダルレシオＲｔ
ｍが実現しないことになる。このことは、ローモードＬ
Ｆの正駆動状態で、前述したように、パワーローラ２
３，３３が増速方向にオフセットしており、かつそのオ
フセット量がトルクに応じて変化するものであることを
示す。このような特性は、他の３種の状態（図中のｆ
２，ｆ３，ｆ４の各特性ライン）においても同様であ
る。

【０１１５】したがって、例えば、モードの切換時に、
ローモードＬＦの正駆動状態でのトルクがＴｒ１で、ハ
イモードＨＦの正駆動状態でのトルクがＴｒ２であれ
ば、両者間でのパルス数の偏差Δｎ（Ｎ２−Ｎ１）を埋
め合わせしないと、モードの切換えと同時に著しいトロ
イダルレシオないしユニットレシオの変動が起こり、不
快なショックが発生することになる。

【０１１６】この実施の形態に係る無段変速機構２０，
３０を搭載したパワートレイン１０においては、このよ
うな不具合を解消するための対策が講じられている。

【０１１７】なお、上記の４種の特性ラインｆ１〜ｆ４
は、それぞれトルクの関数として次のような近似式が与
えられる。なお、Ｘはトルク、Ｋ１１〜Ｋ１４、Ｋ２１
〜Ｋ２４、Ｋ３１、Ｋ４１、α、及びβはそれぞれ定数
である。

【０１１８】

【数１】

【０１１９】

【数２】

【０１２０】

【数３】

【０１２１】

【数４】 次に、図１２に示すように、上記モード切換ポイント
（ウ）は、ローモードＬＦ及びハイモードＨＦのいずれ
においても、同じトロイダルレシオ（Ｒｔｍ）で同じユ
ニットレシオ（Ｒｕｍ）が得られる唯一のポイントであ
り、したがってこのポイント（ウ）でモードの切換えを
行なうことにより、切換え前後でユニットレシオの著し
い変動のない、したがって切換えショックの発生しない
円滑なモードの切換えが実現する。そして、この切換ポ
イントトロイダルレシオ（Ｒｔｍ）を実現させる切換ポ
イントパルス数（Ｎｍ：トルクゼロの場合）ないし切換
ポイントスリーブ位置（Ｓｍ：トルクゼロの場合）とい
った各種の物理量が、前述の図８、図９及び図１１に示
すように、理論的にただ一点対応して定まっている。な
お、上記の切換ポイントトロイダルレシオ（Ｒｔｍ）を
実現させる切換ポイントパルス数ないし切換ポイントス
リーブ位置がトルクに応じて変化することは前述の通り
である。

【０１２２】それゆえ、理論上は、実トロイダルレシオ
が切換ポイントトロイダルレシオ（Ｒｔｍ）に到達し、
したがって、パルス数ないしスリーブ位置が切換ポイン
トパルス数（Ｎｍ）ないし切換ポイントスリーブ位置
（Ｓｍ）に到達したときに、そのパルス数ないしスリー
ブ位置の制御を停止すれば、実トロイダルレシオが上記
切換ポイントトロイダルレシオ（Ｒｔｍ）において安定
することになるのであるが、このモード切換ポイント
（ウ）の近傍においては、該切換ポイントに接近するよ
うにパワーローラ２３，３３が連続的に傾転しており、
したがって、現実には、その連続的な傾転運動による慣
性等が働く結果、実トロイダルレシオが切換ポイントト
ロイダルレシオ（Ｒｔｍ）に到達してから、パルス数な
いしスリーブ位置の制御を停止したのでは、パワーロー
ラ２３，３３が傾転し過ぎ、その結果、実トロイダルレ
シオが切換ポイントトロイダルレシオ（Ｒｔｍ）を越え
てより減速側（ローモードＬＦからハイモードＨＦ、及
びハイモードＨＦからローモードＬＦのいずれのモード
切換えにおいても、トロイダルレシオは、その切換え前
は、増速側から減速側に変化している）に行き過ぎるこ
とになるのである（図１２に鎖線で示す領域に進入す
る）。

【０１２３】そして、ローラ２３，３３の傾転運動の慣
性は伝達トルクが大きくなるに従ってより大きくなるか
ら、上記のローラ２３，３３の行き過ぎ量も伝達トルク
に応じて大きくなる。したがって、モード切換時、特に
その開始時に、そのようなパワーローラ２３，３３の行
き過ぎに起因する実レシオの切換ポイントから減速側へ
のずれを考慮しないと、モード切換動作の進行に伴って
著しいトロイダルレシオないしユニットレシオの変動が
起こり、不快なショックが発生することになる。

【０１２４】この実施の形態に係る無段変速機構２０，
３０を搭載したパワートレイン１０においては、このよ
うな不具合を解消するための対策もまた講じられてい
る。

【０１２５】次に、上記の前進ローモードＬＦと前進ハ
イモードＨＦとの切換時の具体的制御動作を詳しく説明
する。この制御は、基本的に、モード切換ポイント
（ウ）近傍における制御であり、各モード達成用の摩擦
要素としてのロークラッチ６０とハイクラッチ７０との
掛け替えが行なわれる。すなわち、ローモードＬＦから
ハイモードＨＦへの切換えであれば、ロークラッチ６０
を切断し、ハイクラッチ７０を締結する。逆に、ハイモ
ードＨＦからローモードＬＦへの切換えであれば、ハイ
クラッチ７０を切断し、ロークラッチ６０を締結する。
そして、このクラッチ６０，７０の掛け替え動作は、実
トロイダルレシオが切換ポイントトロイダルレシオ（Ｒ
ｔｍ）に到達することをもって開始され、その掛け替え
動作中は、実トロイダルレシオが切換ポイントトロイダ
ルレシオ（Ｒｔｍ）に一定に保持されるように、前進用
ステップモータ２５１に対するパルス数の制御が行われ
る。

【０１２６】一方、このようなモードの切換時以外の通
常時は、基本的に、図１３〜図１５に示すように、前進
ローモードＬＦ、前進ハイモードＨＦ、及び後退ローモ
ードＬＲのそれぞれにおいて、車速（Ｖ）やスロットル
開度（ＴＶＯ）等の車両の走行状態をパラメータとして
予め設定された変速線図に基づく変速比（トロイダルレ
シオ及びユニットレシオ）のフィードバック制御が行な
われている。

【０１２７】この変速比制御は、特に図１４に示すよう
に、まず実車速（Ｖ）と実スロットル開度（ＴＶＯ）と
を上記変速線図にあてはめて目標エンジン回転数（Ｎｅ
ｏ）を求め、次にこの目標エンジン回転数（Ｎｅｏ）と
実車速（Ｖ）とから目標ユニットレシオ（Ｒｕｏ）を算
出して、さらにこの目標ユニットレシオ（Ｒｕｏ）が得
られる目標トロイダルレシオ（Ｒｔｏ）を設定したの
ち、この目標トロイダルレシオ（Ｒｔｏ）が実現するよ
うに、ステップモータ２５１，２５２に対するパルス制
御（スリーブ位置制御）を介してトロイダルレシオをフ
ィードバック制御するものである。

【０１２８】なお、各変速線図には、モード切換ポイン
トユニットレシオ（Ｒｕｍ）の傾きを有するモード切換
ライン（Ｍ）が表されている。

【０１２９】図１６のタイムチャートを参照してさらに
説明する。なお、このタイムチャートは、一例として、
例えばアクセルペダルが踏み込まれ続けて、車速が増加
していき、その結果、正駆動状態でローモードＬＦから
ハイモードＨＦへの切換えが起こる場合を示している。

【０１３０】まず時点ｔ１までの期間中、及び時点ｔ４
以降の期間中は、上記の走行状態及び変速線図に基づく
通常の変速比のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御が行なわ
れ、そして、これらの間の時点ｔ１から時点ｔ４までの
期間中にモードの切換制御が実行される。

【０１３１】まず時点ｔ１までの期間中はローモードＬ
Ｆが達成されており、したがって、オンオフソレノイド
バルブ２１３がＯＮとされた状態で、ロークラッチ用デ
ューティソレノイドバルブ２７１に対するデューティ率
ＤＬが１００％（ＤＬ１）とされ、ハイクラッチ用デュ
ーティソレノイドバルブ２７２に対するデューティ率Ｄ
Ｈが０％（ＤＨ１）とされている。これにより、ローク
ラッチ６０の油圧室にはロークラッチ圧（ＥＬ）として
ライン圧がそのまま供給され、該ロークラッチ６０が完
全締結状態とされている一方で、ハイクラッチ７０の油
圧室にはハイクラッチ圧（ＥＨ）が供給されておらず、
該ハイクラッチ７０が完全解放状態とされている。

【０１３２】そして、この時点ｔ１までの期間中は、変
速比のフィードバック制御により、目標ユニットレシオ
（Ｒｕｏ）が増速側に変化するように設定されていき、
したがって図中鎖線で示すように、目標トロイダルレシ
オ（Ｒｔｏ）が減速側に変化するように設定されていっ
て、この目標トロイダルレシオ（Ｒｔｏ）が実現するよ
うにトロイダルレシオ（Ｒｔ）がフィードバック制御さ
れる結果、図中実線で示すように、実トロイダルレシオ
（Ｒｔｒ）が目標トロイダルレシオ（Ｒｔｏ）に追随す
るように減速側に変化していく。このとき、三層弁２２
０についてのパルス数（Ｎ）ないしスリーブ位置（Ｓ）
は共にマイナス側に変化していく。

【０１３３】そして、符号カで示すように、実トロイダ
ルレシオ（Ｒｔｒ）が、切換ポイントトロイダルレシオ
（Ｒｔｍ）より手前の増速側の所定トロイダルレシオ
（Ｒｔａ）に到達した時点ｔ１において、変速比のフィ
ードバック制御が停止されると共に、パルス数（Ｎ）な
いしスリーブ位置（Ｓ）が、符号キで示すように、その
時点ｔ１における所定パルス数（Ｎａ）及び所定スリー
ブ位置（Ｓａ）に固定される。このパルス数（Ｎ）等の
固定は、時点ｔ１から所定時間Ｔａが経過するまで続け
られる。

【０１３４】ここで、上記所定トロイダルレシオ（Ｒｔ
ａ）は、図１７に示すように、ｔ１の時点で変速機構２
０，３０を通過するトルク（Ｔｒ１）に応じて補正さ
れ、該トルク（Ｔｒ１）がゼロでパワーローラ２３，３
３の傾転慣性が生じないときは、理論値としての切換ポ
イントトロイダルレシオ（Ｒｔｍ）とされるが、上記ト
ルク（Ｔｒ１）が大きくなり、したがってパワーローラ
２３，３３の傾転慣性が大きくなるに伴って、より増速
側の値に設定される。これにより、パワーローラ２３，
３３は慣性により減速側への傾転を続けたのち停止し、
その結果、符号クで示すように、時点ｔ１よりのちの時
点ｔｘにおいて、実トロイダルレシオ（Ｒｔｒ）が切換
ポイントトロイダルレシオ（Ｒｔｍ）に到達して、該レ
シオ（Ｒｔｍ）で安定する。そして、少なくとも、モー
ドの切換えが終了して再び通常の変速比のフィードバッ
ク制御が再開される時点ｔ４が過ぎるまでは、実トロイ
ダルレシオ（Ｒｔｒ）が上記切換ポイントトロイダルレ
シオ（Ｒｔｍ）に安定に固定するように、前進用ステッ
プモータ２５１へのパルス制御が行われる。これによ
り、著しい変速比変動及び切換えショックの発生しない
円滑なクラッチ６０，７０の掛け替えが実現することに
なる。

【０１３５】これに対し、実トロイダルレシオ（Ｒｔ
ｒ）が切換ポイントトロイダルレシオ（Ｒｔｍ）に到達
するまで、符号ケで示すように、パルス数（Ｎ）ないし
スリーブ位置（Ｓ）をマイナス側にフィードバック制御
し続け、そして、実トロイダルレシオ（Ｒｔｒ）が切換
ポイントトロイダルレシオ（Ｒｔｍ）に到達してから、
その制御を停止したのでは、符号コで示すように、実ト
ロイダルレシオ（Ｒｔｒ）が切換ポイントトロイダルレ
シオ（Ｒｔｍ）を越えてさらに減速側に行き過ぎ、その
結果、変速比が切換ポイント変速比からずれて、クラッ
チ６０，７０の掛け替え時に不快なショックが発生した
り、又は、符号サで示すように、エンジン回転数（Ｎ
ｅ）が不必要に上昇したりするのである。

【０１３６】なお、実トロイダルレシオ（Ｒｔｒ）が所
定トロイダルレシオ（Ｒｔａ）に到達した時点ｔ１にお
ける上記所定パルス数（Ｎａ）及び所定スリーブ位置
（Ｓａ）は、すなわち、上記伝達トルク（Ｔｒ１）のも
とで所定トロイダルレシオ（Ｒｔａ）を実現させること
のできるパルス数（Ｎ）及びスリーブ位置（Ｓ）である
ということができるが、さらに、前述の図１１で説明し
たトラクション力に起因して発生する目標値からのずれ
現象も加味されている。

【０１３７】さらに、このｔ１の時点で、ハイモードＨ
Ｆに切り換わった後に時点ｔ４から再開される変速比の
フィードバック制御で用いられるその再開始時の目標ト
ロイダルレシオ（Ｒｔｂ）が算出される。その場合に
も、前述の図１１で説明したトラクション力に起因して
発生する目標値からのパルス数ないしスリーブ位置のず
れ現象が加味される。

【０１３８】一方、実トロイダルレシオ（Ｒｔｒ）が所
定トロイダルレシオ（Ｒｔａ）に到達した時点ｔ１で、
ロークラッチ用デューティ率ＤＬが０％（ＤＬ２）とさ
れ、ハイクラッチ用デューティ率ＤＨが所定デューティ
率（ＤＨ２）に設定される。これにより、ロークラッチ
６０が開放され始める一方、ハイクラッチ７０が締結さ
れ始める。すなわち、実トロイダルレシオ（Ｒｔｒ）が
所定トロイダルレシオ（Ｒｔａ）に到達したことをもっ
てクラッチ６０，７０の掛け替え動作が開始されるので
ある。

【０１３９】ここで、パルス数（Ｎ）ないしスリーブ位
置（Ｓ）が時点ｔ１における所定パルス数（Ｎａ）及び
所定スリーブ位置（Ｓａ）に固定され続ける上記所定時
間Ｔａは、実質的に、このクラッチ６０，７０の掛け替
え動作の開始に伴い、ロー、ハイの両クラッチ６０，７
０ともが、符号タで示すように、締結状態となるのに要
する時間とされている。そして、ロー、ハイの両クラッ
チ６０，７０ともが締結状態となったときには、パルス
数（Ｎ）ないしスリーブ位置（Ｓ）の如何に拘らず、ト
ロイダルレシオは切換えポイントトロイダルレシオ（Ｒ
ｔｍ）に堅持される。したがって、ｔ１の時点で実トロ
イダルレシオ（Ｒｔｒ）が所定トロイダルレシオ（Ｒｔ
ａ）に到達さえすれば、あとはクラッチ６０，７０の掛
け替え動作の開始によってトロイダルレシオが切換えポ
イントトロイダルレシオ（Ｒｔｍ）に安定的に保持され
るから、もはやパルス数（Ｎ）等のフィードバック制御
は行う意味がなく、それゆえｔ１の時点で該フィードバ
ック制御が停止されて、パルス数（Ｎ）等が上記所定パ
ルス数（Ｎａ）等に固定されるのである。

【０１４０】なお、図１８に示すように、上記所定時間
Ｔａは、油温が高いほど短くなるように設定される。こ
れは、油温が高いときは作動油ないし潤滑油の粘性が低
く、締結側摩擦要素（この場合はハイクラッチ７０）の
締結動作が応答性よく進行すると共に、また実トロイダ
ルレシオ（Ｒｔｒ）が切換えポイントトロイダルレシオ
（Ｒｔｍ）に速やかに到達するからである。これによ
り、このモード切換えに要する制御時間の短縮化が図ら
れる。

【０１４１】そして、上記所定時間Ｔａが経過した時点
ｔ２以降は、ハイクラッチ用デューティ率ＤＨが１００
％のデューティ率（ＤＨ３）に向けてさらに高められ
る。これにより、ロー、ハイの両クラッチ６０，７０と
もが締結状態となった状態から、ロークラッチ６０の開
放動作及びハイクラッチ７０の締結動作がさらに進むこ
とになる。すなわち、ローモードからハイモードへの移
行が開始されるのである。

【０１４２】このとき、時点ｔ２から時点ｔ３までの第
２所定時間Ｔｂが経過する間に、パルス数（Ｎ）ないし
スリーブ位置（Ｓ）のフィードフォワード（Ｆ／Ｆ）制
御が実行される。すなわち、時点ｔ１におけるトルク
（Ｔｒ１）をモード切換え前のローモードＬＦでのトル
クとし、時点ｔ２におけるトルク（Ｔｒ２）をモード切
換え後のハイモードＨＦでのトルクとして、前述の図１
１を参照して説明したように、両モードＬＦ，ＨＦで切
換ポイントトロイダルレシオ（Ｒｔｍ）が保持実現する
ように、そのＲｔｍ実現パルス数Ｎ１，Ｎ２の偏差Δｎ
だけステップモータ２５１に対するパルス数（Ｎ）を修
正するのである。ここで、Ｒｔｍ実現パルス数の算出に
は、前述の特性近似式ｆ１〜ｆ４が用いられ、特に、こ
の場合は、ローモードＬＦ、正駆動状態でのＲｔｍ実現
パルス数Ｎ１の算出に特性近似式ｆ１が、またハイモー
ドＨＦ、正駆動状態でのＲｔｍ実現パルス数Ｎ２の算出
に特性近似式ｆ２が用いられる。

【０１４３】これにより、符号チで示すように、パルス
数（Ｎ）は第２所定時間Ｔｂの間にフィードフォワード
制御によって応答性よく速やかに偏差Δｎだけ増速側に
プラスされる。したがって、ロー、ハイの両クラッチ６
０，７０ともが締結状態となった状態からハイモードへ
の移行が開始され、その結果、パワーローラ２３，３３
が前述のトラクション力Ｔ２，Ｔ２によって増速方向に
オフセットした位置から、反対方向に作用するトラクシ
ョン力Ｔ１，Ｔ１によって減速方向にオフセットした位
置へ移動することになっても、符号ツで示すように、著
しいトロイダルレシオないしユニットレシオの変動が起
こらず、不快なショックの発生が抑制されることにな
る。

【０１４４】これに対し、符号テで示すように、パルス
数（Ｎ）をハイモードへの移行の開始前と同じ値に固持
したときには、パワーローラ２３，３３のオフセット方
向の反転に起因する、符号トで示すようなトロイダルレ
シオの減速方向への変動を回避できず、その結果、変速
比が切換ポイント変速比からずれて不快な切換ショック
が発生したり、又は、符号ナで示すように、エンジン回
転数（Ｎｅ）がここでもまた不必要に上昇したりするの
である。

【０１４５】なお、このパルス数の偏差Δｎは、換言す
れば、現状の実トロイダルレシオである切換ポイントト
ロイダルレシオ（Ｒｔｍ）と、ハイモードＨＦに切り換
わった後に時点ｔ４から再開される変速比のフィードバ
ック制御で用いられる目標トロイダルレシオ（Ｒｔｂ）
との間の差分（Δｒ）を修正するものである。

【０１４６】一方、時点ｔ２から時点ｔ３までの第２所
定時間Ｔｂが経過する間、エンジン１の点火時期（Ｉ
ｇ）が所定量ΔＩｇだけリタードされて、入力トルクの
低減が図られる。その場合に、上記リタード量ΔＩｇ
は、図１９に示すように、時点ｔ２における入力トルク
（Ｔｒ２）に応じて補正され、該トルク（Ｔｒ２）が大
きくなるほど、リタード量ΔＩｇが大きく、つまりトル
クダウン量が大きくなるように設定される。これによ
り、ハイクラッチ７０の締結ショックが抑制されるばか
りでなく、その締結動作の進行に伴うトルク変動が抑制
され、したがってパワーローラ２３，３３のオフセット
反転量も低減されて、モード切換えショックがより一層
確実に低減されることになる。

【０１４７】そして、第２所定時間Ｔｂが経過し、時点
ｔ３に至った以降は、パルス数（Ｎ）のフィードバック
制御は依然として停止される一方、オンオフソレノイド
バルブ２１３がオフとされる。これにより、フェールセ
ーフバルブ２１２のスプールが左側に移動して、ローク
ラッチライン２７４が該バルブ２１２のドレインポート
２１２ｂに連通する。それゆえ、符号ハで示すように、
ロークラッチ圧がこのドレインポート２１２ｂから速や
かに排出され、ロークラッチ６０が早期に完全開放状態
となって、切り換わり後のハイモードＨＦにおける変速
比のフィードバック制御を早期に実行することが可能と
なる。

【０１４８】これに対し、オンオフソレノイドバルブ２
１３がオンのままであると、ロークラッチ圧がデューテ
ィソレノイドバルブ２７１のデューティ率により排出さ
れることになり、符号ヒで示すように、遠心残圧等が残
って、ハイモードＨＦが完全に実現するのに時間がかか
ることになる。

【０１４９】そして、時点ｔ２からの所定値Ｔｃが経過
した段階で、ハイクラッチ７０が完全締結され、ローク
ラッチ６０が完全解放されたハイモードＨＦに完全に切
り換わり、上記トロイダルレシオ（Ｒｔｂ）を目標とす
る変速比のフィードバック制御が再開されることにな
る。

【０１５０】次に、以上の制御動作を図２０以下のフロ
ーチャートに沿って説明する。まず、ステップＳ１から
Ｓ１７までは時点ｔ１に至るまでの制御動作である。

【０１５１】まずステップＳ１で、図７に示す各センサ
やスイッチ３０１〜３０８からの信号に基づき、現時点
における車速、エンジン１のスロットル開度、選択され
ているレンジ、実トロイダルレシオ、油温等の各種の状
態量を検出したうえで、ステップＳ２において入力トル
クＴｒを推定する。この入力トルクＴｒの推定はエンジ
ン回転数や吸入空気量等から周知の方法により求められ
る。次いでステップＳ３でエンジン点火時期タイミング
Ｉｇを設定する。この点火時期タイミングＩｇもまたエ
ンジン回転数や吸入空気量等から周知の方法により求め
られる。

【０１５２】次いでステップＳ４で上記入力トルクＴｒ
に応じてモード切換判定レシオ（所定トロイダルレシ
オ）Ｒｔａを設定する。その場合に、モード切換判定レ
シオＲｔａは、前述の図１７に示すように、入力トルク
Ｔｒが大きいほど小さい値（増速側の値）に求められ
る。

【０１５３】次いでステップＳ５で実トロイダルレシオ
Ｒｔｒが上記モード切換判定レシオＲｔａよりも大きい
か否かを判定する。その結果、大きくないとき、つまり
実トロイダルレシオＲｔｒがモード切換判定レシオＲｔ
ａより増速側であるときは、ステップＳ６に進んで、上
記入力トルクＴｒの値を第１トルク値Ｔｒ１とする。

【０１５４】次いでステップＳ７でトロイダルレシオの
目標値Ｒｔｏをモード切換理論値（切換ポイントトロイ
ダルレシオ）Ｒｔｍとし、ステップＳ８、Ｓ９でハイク
ラッチデューティ率ＤＨを第１デューティ率ＤＨ１（０
％）とし、ロークラッチデューティ値ＤＬを第１デュー
ティ率ＤＬ１（１００％）とし、さらにステップＳ１０
でオンオフソレノイドバルブ２１３に対する指示値をオ
ンとする。

【０１５５】次いでステップＳ１１では、まず変速線図
に基づいて目標ユニットレシオＲｕｏないし目標トロイ
ダルレシオＲｔｏを設定したのち、該目標トロイダルレ
シオＲｔｏに対する実トロイダルレシオＲｔｒの偏差Δ
Ｒｔを算出する。

【０１５６】ステップＳ１２では、入力トルク、変速
比、走行モード、及びレンジに応じて、ＰＩＤ制御の指
数Ｑにおける比例項ゲイン（変速比制御におけるフィー
ドバックゲイン）Ｇを設定する。この比例項ゲインＧ
は、トルクが大きいほど、またトロイダルレシオがＧＮ
レシオ（Ｒｔｎ）に近いほど小さい値に設定される。さ
らに、走行モードがローモードＬＦ，ＬＲであるときは
ハイモードＨＦであるときに比べて小さい値に設定さ
れ、またレンジが後退レンジＬｒであるときは前進レン
ジであるときに比べて小さい値に設定される。

【０１５７】ステップＳ１３では、まず次式に比例項ゲ
インＧを代入してＰＩＤ制御指数Ｑを算出する。

【０１５８】

【数５】 ここで、Ｈは積分項ゲイン、及びＩは微分項ゲインであ
る。

【０１５９】次いで、予め図２２に示すように設定され
たマップに基づいて、算出した指数Ｑに応じたステップ
モータ２５１，２５２に出力する制御信号のパルス数偏
差ΔＮを求める。

【０１６０】ここで、上記マップでは、指数Ｑの絶対値
が大きくなるほどパルス数偏差ΔＮも大きくなるように
設定されている。また、指数Ｑ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大きいとき）に
は、パルス数偏差ΔＮを正として、パルス数Ｎを増加さ
せ、これにより実トロイダルレシオを小さくし、逆に、
指数Ｑが負のとき（実トロイダルレシオが目標トロイダ
ルレシオよりも小さいとき）には、パルス数偏差ΔＮを
負として、パルス数Ｎを減少させ、これにより実トロイ
ダルレシオを大きくするように設定されている（図８参
照）。

【０１６１】そして、ステップＳ１４〜Ｓ１７におい
て、ステップモータ２５１、デューティソレノイドバル
ブ２７１，２７２、オノフソレノイドバルブ２１３、及
びエンジン１の点火時期をそれぞれ制御することによ
り、前述したような時点ｔ１までの制御動作が得られ
る。

【０１６２】一方、ステップＳ５で実トロイダルレシオ
Ｒｔｒがモード切換判定レシオＲｔａに到達したときに
は、該ステップＳ５からステップＳ１８に進む。この場
合のステップＳ１からＳ５及びＳ１８からＳ２４及びＳ
１４からＳ１７までの動作は時点ｔ１から時点ｔ２に至
るまでの制御動作である。

【０１６３】ステップＳ１８で実トロイダルレシオＲｔ
ｒがモード切換判定レシオＲｔａに到達した直後に限
り、第１タイマーｔｉｍ１をセットする。そして、ステ
ップＳ１９で該タイマーｔｉｍ１が第１所定期間Ｔａを
過ぎたか否かが判定される。その結果、まだ第１所定期
間Ｔａを過ぎていないとき、つまり時点ｔ２に至るまで
は、ステップＳ２０で入力トルクＴｒの値を第２トルク
値Ｔｒ２とする。

【０１６４】また、ステップＳ２１でステップモータ２
５１に対するパルス数偏差ΔＮとして０を代入し、次い
でステップＳ２２、Ｓ２３でハイクラッチ用デューティ
率ＤＨを所定の棚圧である第２デューティ率ＤＨ２と
し、またロークラッチ用デューティ率ＤＬを０％である
第２デューティ率ＤＬ２とする。さらにステップＳ２４
でオンオフソレノイドバルブ２１３に対する指示値をオ
ンとする。

【０１６５】そして、ステップＳ１４〜Ｓ１７におい
て、ステップモータ２５１、デューティソレノイドバル
ブ２７１，２７２、オノフソレノイドバルブ２１３、及
びエンジン１の点火時期をそれぞれ制御することによ
り、前述したような時点ｔ１から所定時間Ｔａが経過す
る時点ｔ２までの制御動作が得られる。

【０１６６】一方、ステップＳ１９で第１タイマーｔｉ
ｍ１が第１所定期間Ｔａを過ぎたときは、該ステップＳ
１９からＳ２５に進む。この場合のステップＳ１からＳ
５及びＳ１８，Ｓ１９及びＳ２５からＳ３２及びＳ１４
からＳ１７までの動作は時点ｔ２から時点Ｔ３に至るま
での制御動作である。

【０１６７】ステップＳ２５では、第１所定時間Ｔａが
経過した直後に限り、上記第１、第２トルク値Ｔｒ１，
Ｔｒ２をそれぞれ前述の特性近似式ｆ１，ｆ２に代入
し、パルス数Ｎ１，Ｎ２、及びその偏差Δｎを求める。
次いで、ステップＳ２６で、同じく第１所定時間Ｔａが
経過した直後に限り、第２タイマーｔｉｍ２をセットす
る。

【０１６８】そして、ステップＳ２７で、該第２タイマ
ｔｉｍ２が第２所定時間Ｔｂを過ぎたか否かを判定し、
まだ過ぎていないとき、つまり時点ｔ２から時点ｔ３ま
での間は、ステップＳ２８に進んで、この第２所定時間
Ｔｂの間に上記パルス数偏差Δｎだけ三層弁２２０のス
リーブ２２２が移動するように、ステップモータ２５１
への出力信号のパルス数偏差ΔＮを設定する。

【０１６９】次いで、ステップＳ２９でオンオフソレノ
イドバルブ２１３に対する指示値をオンとし、またステ
ップＳ３０で点火時期Ｉｇを所定値ΔＩｇだけリタード
してトルクダウンを図る。

【０１７０】次いで、ステップＳ３１でロークラッチデ
ューティ率ＤＬを第２デューティ率ＤＬ２とし、またス
テップＳ３２でハイクラッチデューティ率ＤＨとして、
上記第２所定時間Ｔｂ及び次の第３所定時間の間に、該
ハイクラッチデューティ率ＤＨが上記第２デューティ率
ＤＨ２から第３デューティ率ＤＨ３まで変化するような
値に設定する。ここで、この第３デューティ率ＤＨ３の
値は１００％とされている。

【０１７１】そして、ステップＳ１４〜Ｓ１７におい
て、ステップモータ２５１、デューティソレノイドバル
ブ２７１，２７２、オノフソレノイドバルブ２１３、及
びエンジン１の点火時期をそれぞれ制御することによ
り、前述したような時点ｔ２から所定時間Ｔｂが経過す
る時点ｔ３までの制御動作が得られる。

【０１７２】一方、上記ステップＳ２７で、第２所定時
間Ｔｂが経過したと判定されたときは、該ステップＳ２
７からＳ３３に進み、ここで第２タイマーｔｉｍ２が上
記第２所定時間Ｔｂと第３所定時間Ｔｃとの和以上に大
きいか否かが判定される。そして、ＮＯのとき、つまり
時点ｔ３から時点Ｔ４の間は、ステップＳ３４に進み、
ここで、再びパルス数偏差ΔＮが０とされ、また、ステ
ップＳ３５でオンオフソレノイドバルブに対する指示信
号としてＯＦＦが設定される。

【０１７３】以上の制御により、前述したような時点ｔ
３から所定時間Ｔｃが経過する時点ｔ４までの制御動作
が得られる。

【０１７４】そして、第３所定時間Ｔｃも経過して時点
ｔ４に至ったのちは、上記ステップＳ３３でＮＯと判定
されて、該ステップＳ３３からＳ３６に進む。そして、
該ステップＳ３６でハイクラッチデューティ率ＤＨが１
００％の第３デューティ率ＤＨ３が代入され、またステ
ップＳ３７でロークラッチデューティ率ＤＬが０％の第
２デューティ率ＤＬ２に維持される。

【０１７５】これにより、ハイクラッチ７０が完全締結
状態となり、モードが完全にハイモードに切り換わる時
点ｔ４以降の制御動作が得られ、変速比の通常のフィー
ドバック制御が再開されて、走行状態に応じた変速比制
御が実行されることになる。

【０１７６】なお、以上においては、第１所定時間Ｔａ
を油温によって補正し、且つステップＳ１９でこれを第
１タイマーｔｉｍ１により計時するようにしたが、これ
に代えて、ローモードクラッチ６０とハイモードクラッ
チ７０の両方が締結状態になったか否かを判定するもの
として、締結側摩擦要素の油圧が所定値以上に高くなっ
た時点をｔ２としてもよい。

【０１７７】さらに、両クラッチ６０，７０の入、出力
側回転部材６０ａ，６０ｂ；７０ａ，７０ｂ（図１参
照）間の回転のスリップ量がともに所定値以下となった
ときに、三層弁２２０のスリーブ２２２をパルス数偏差
Δｎだけ移動させるようにしてもよい。

【０１７８】その場合は、図１及び図７に示したよう
に、セカンダリシャフト１３の回転数を検出する出力軸
回転数センサ３１０を設け、このセンサ３１０でセカン
ダリシャフト１３の回転数を検出すると共に、入、出力
回転数センサ３０７，３０８で入、出力ディスク２１，
２２の回転数を検出する。

【０１７９】例えば、ロークラッチ６０のスリップ量Ｓ
ＬＰ（６０）は、その入力側回転部材６０ａの回転数Ｗ
（６０ａ）と出力側回転部材６０ｂの回転数Ｗ（６０
ｂ）とから次式のように表される。

【０１８０】

【数６】 ここで、ロークラッチ６０の入力側回転部材６０ａの回
転数Ｗ（６０ａ）は、入力ディスク２１の回転数Ｗ（２
１）と、ローモードギヤ列８０の第１ギヤ８１及び第２
ギヤ８２の歯数Ｚ（８１），Ｚ（８２）とから次式に従
って算出することができる。

【０１８１】

【数７】 また、ロークラッチ６０の出力側回転部材６０ｂの回転
数Ｗ（６０ｂ）は、出力ディスク２２の回転数Ｗ（２
２）と、遊星歯車機構５０のサンギヤ５２及びインター
ナルギヤ５３の歯数Ｚ（５２），Ｚ（５３）と、ハイモ
ードギヤ列９０の第１ギヤ９１及び第２ギヤ９２の歯数
Ｚ（９１），Ｚ（９２）と、セカンダリシャフト１３の
回転数Ｗ（１３）とから次式に従って算出することがで
きる。

【０１８２】

【数８】 各歯数Ｚは予め諸元により分かっているから、結局、ロ
ークラッチ６０のスリップ量ＳＬＰ（６０）は、セカン
ダリシャフト１３の回転数Ｗ（１３）と、入、出力ディ
スク２１，２２の回転数Ｗ（２１），Ｗ（２２）とから
算出できることになる。

【０１８３】一方、同様に、ハイクラッチ７０のスリッ
プ量ＳＬＰ（７０）は、その入力側回転部材７０ａの回
転数Ｗ（７０ａ）と出力側回転部材７０ｂの回転数Ｗ
（７０ｂ）とから次式のように表される。

【０１８４】

【数９】 ここで、ハイクラッチ７０の入力側回転部材７０ａの回
転数Ｗ（７０ａ）は、出力ディスク２２の回転数Ｗ（２
２）と、ハイモードギヤ列９０の第１ギヤ９１及び第２
ギヤ９２の歯数Ｚ（９１），Ｚ（９２）とから次式に従
って算出することができる。

【０１８５】

【数１０】 そして、ハイクラッチ７０の出力側回転部材７０ｂの回
転数Ｗ（７０ｂ）は、セカンダリシャフト１３の回転数
Ｗ（１３）であり、各歯数Ｚは予め諸元により分かって
いるから、結局、ハイクラッチ７０のスリップ量ＳＬＰ
（７０）は、セカンダリシャフト１３の回転数Ｗ（１
３）と、出力ディスク２２の回転数Ｗ（２２）とから算
出できることになる。

【０１８６】

【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において、動力伝達経路
の切換時に、その切換えに伴う変速比の変動が抑制され
るから、切換前後に渡って安定して変速比を狙いの変速
比に維持することができ、走行モードを切り換える際の
不快なショックの発生が有効に解消される。本発明は例
えばトロイダル式無段変速機構を備えたパワートレイン
に好ましく適用可能で、車両産業一般に広く用いられ得
る。

【０１８７】

【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】 循環トルクの説明図である。

【図１１】 ステップモータのパルス数とトルクとの関
係を示す特性図である。

【図１２】 ユニットレシオとトロイダルレシオとの関
係を示す特性図である。

【図１３】 前進ローモードで用いられる変速線図であ
る。

【図１４】 前進ハイモードで用いられる変速線図であ
る。

【図１５】 後退ローモードで用いられる変速線図であ
る。

【図１６】 正駆動状態でローモードからハイモードへ
の切換制御動作のタイムチャートである。

【図１７】 同制御で用いられるトルクとモード切換え
開始判定用トロイダルレシオとの関係を示すマップであ
る。

【図１８】 同制御で用いられる油温と第１所定時間と
の関係を示すマップである。

【図１９】 同制御で用いられるトルクとリタード量と
の関係を示すマップである。

【図２０】 同制御動作の一部を示すフローチャートで
ある。

【図２１】 同じく一部を示すフローチャートである。

【図２２】 同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２３】 同制御動作の一部を示すフローチャートで
ある。

【図２４】 同じく一部を示すフローチャートである。

【図２５】 同じく一部を示すフローチャートである。

【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（摩擦要素） ７０ ハイクラッチ（摩擦要素） ２００ 油圧制御回路 ２５１，２５２ ステップモータ（変速比制御手段） ２７１ ロークラッチ用デューティソレノイド
バルブ（経路切換手段） ２７２ ハイクラッチ用デューティソレノイド
バルブ（経路切換手段） ３００ コントロールユニット（切換制御手
段）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｈ 59:24 59:38 59:72 63:06 Ｆターム(参考） 3J051 AA03 BA03 BB01 BD02 BE09 CA05 CB06 DA05 ED16 FA01 3J052 AA01 CA22 FB02 FB27 FB34 GC03 GC23 GC33 GC43 GC44 GC46 GC73 HA02 HA13 KA02 LA01

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無段変速機構と歯車機構とを経由する第
   １の経路と、無段変速機構のみを経由する第２の経路と
   が設けられていると共に、これらの経路を選択的に切り
   換える経路切換手段が備えられた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制御する変速比
   制御手段と、上記切換手段による経路の切換時に、その
   切換えに伴う変速比の変動を抑制するように、上記変速
   比制御手段を制御する切換制御手段とが備えられている
   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】 トルクを検出するトルク検出手段が備え
   られ、切換制御手段は、この検出手段で検出されたトル
   クに応じて変速比制御手段の変速比制御量を補正するこ
   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】 切換制御手段は、第１の経路から第２の
   経路への切換時と、第２の経路から第１の経路への切換
   時とでは、変速比制御手段の変速比制御方向を逆転させ
   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】 それぞれ締結されることにより第１の経
   路を達成する摩擦要素と第２の経路を達成する摩擦要素
   とが設けられ、経路切換手段は、これらの両摩擦要素を
   共に締結させた状態を経ていずれか一方の摩擦要素を選
   択的に締結させることにより経路の切換えを行なうよう
   に構成されていると共に、切換制御手段は、上記切換手
   段によって両摩擦要素が共に締結されている状態のとき
   に、変速比制御手段を制御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】 切換制御手段は、切換手段による経路の
   切換開始から所定時間経過したのちに、変速比制御手段
   を制御することを特徴とする請求項４に記載のパワート
   レインの制御装置。
6. 【請求項６】 切換制御手段は、締結側摩擦要素の締結
   用油圧が所定値以上となったときに、変速比制御手段を
   制御することを特徴とする請求項５に記載のパワートレ
   インの制御装置。
7. 【請求項７】 切換制御手段は、締結側摩擦要素の入、
   出力回転部材の差回転、及び解放側摩擦要素の入、出力
   回転部材の差回転が共に所定値以下となったときに、変
   速比制御手段を制御することを特徴とする請求項５に記
   載のパワートレインの制御装置。
8. 【請求項８】 トルクを低下させるトルク低下手段が備
   えられ、切換制御手段は、締結側摩擦要素の締結時にト
   ルクが低下するように上記低下手段を制御することを特
   徴とする請求項４に記載のパワートレインの制御装置。
9. 【請求項９】 摩擦要素に供給する油圧を調整するソレ
   ノイドバルブが備えられ、摩擦要素の締結時には、この
   ソレノイドバルブで調整された油圧が該摩擦要素に供給
   されると共に、切換制御手段は、摩擦要素の解放時に
   は、変速比制御手段による変速比制御が終了したのち、
   上記ソレノイドバルブとは別に設けられた排圧バルブを
   介して該摩擦要素から油圧を排出させることを特徴とす
   る請求項４に記載のパワートレインの制御装置。