JP2004197934A - 無段変速装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 入力軸１を一方向に回転させたまま出力軸３７ａを、停止状態を挟んで正転、逆転自在な構造で、発進性能を確保しつつ、車両停止時に上記出力軸３７ａに伝わるトルクを低く抑える。そして、運転者の疲労低減と、燃料の消費量の低減とを図る。
【解決手段】 ブレーキスイッチ７７から制御器６４ｂに、ブレーキペダル及びパーキングブレーキの操作状態を表す信号を入力する。そして、上記制御器６４ｂは、車両が停止若しくは極低速走行している場合で、ブレーキペダルが踏まれるか、或はパーキングブレーキが操作された場合に、トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクの目標値を低くする。又、この目標値は、傾斜センサ８６からの信号に基づき、登坂路では大きく、降坂路では小さくする。
【選択図】 図４

Description

この発明は、車両（自動車）用自動変速装置として利用する、トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の改良に関し、停車時若しくは極く低速での特性を向上させるものである。
自動車用自動変速装置として、図８〜１０に示す様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究され、一部で実施されている。このトロイダル型無段変速機は、ダブルキャビティ型と呼ばれるもので、入力軸１の両端部周囲に入力側ディスク２、２を、ボールスプライン３、３を介して支持している。従ってこれら両入力側ディスク２、２は、互いに同心に、且つ、同期した回転を自在に支持されている。又、上記入力軸１の中間部周囲に出力歯車４を、この入力軸１に対する相対回転を自在として支持している。そして、この出力歯車４の中心部に設けた円筒部の両端部に出力側ディスク５、５を、それぞれスプライン係合させている。従ってこれら両出力側ディスク５、５は、上記出力歯車４と共に、同期して回転する。
又、上記各入力側ディスク２、２と上記各出力側ディスク５、５との間には、それぞれ複数個ずつ（通常２〜３個ずつ）のパワーローラ６、６を挟持している。これら各パワーローラ６、６は、それぞれ特許請求の範囲に記載した支持部材であるトラニオン７、７の内側面に、支持軸８、８及び複数の転がり軸受を介して、回転自在に支持されている。上記各トラニオン７、７は、それぞれの長さ方向（図８、１０の上下方向、図９の表裏方向）両端部に、これら各トラニオン７、７毎に互いに同心に設けられた枢軸９、９を中心として揺動変位自在である。これら各トラニオン７、７を傾斜させる動作は、油圧式のアクチュエータ１０、１０により、これら各トラニオン７、７を上記枢軸９、９の軸方向に変位させる事で行なうが、総てのトラニオン７、７の傾斜角度は、油圧式及び機械式に互いに同期させる。
即ち、前記入力軸１と出力歯車４との間の変速比を変えるべく、上記各トラニオン７、７の傾斜角度を変える場合には、上記各アクチュエータ１０、１０により上記各トラニオン７、７を、それぞれ逆方向に、例えば、図１０の右側のパワーローラ６を同図の下側に、同図の左側のパワーローラ６を同図の上側に、それぞれ変位させる。この結果、これら各パワーローラ６、６の周面と上記各入力側ディスク２、２及び各出力側ディスク５、５の内側面との当接部に作用する、接線方向の力の向きが変化（当接部にサイドスリップが発生）する。そして、この力の向きの変化に伴って上記各トラニオン７、７が、支持板１１、１１に枢支された枢軸９、９を中心として、互いに逆方向に揺動（傾斜）する。この結果、上記各パワーローラ６、６の周面と上記入力側、出力側各ディスク２、５の内側面との当接位置が変化し、上記入力軸１と出力歯車４との間の回転変速比が変化する。
上記各アクチュエータ１０、１０への圧油の給排状態は、これら各アクチュエータ１０、１０の数に関係なく１個の制御弁１２により行ない、何れか１個のトラニオン７の動きをこの制御弁１２にフィードバックする様にしている。この制御弁１２は、ステッピングモータ１３により軸方向（図１０の左右方向、図８の表裏方向）に変位させられるスリーブ１４と、このスリーブ１４の内径側に軸方向の変位自在に嵌装されたスプール１５とを有する。又、上記各トラニオン７、７と上記各アクチュエータ１０、１０のピストン１６、１６とを連結するロッド１７、１７のうち、何れか１個のトラニオン７に付属のロッド１７の端部にプリセスカム１８を固定しており、このプリセスカム１８とリンク腕１９とを介して、上記ロッド１７の動き、即ち、軸方向の変位量と回転方向との変位量との合成値を上記スプール１５に伝達する、フィードバック機構を構成している。又、上記各トラニオン７、７同士の間には同期ケーブル２０を掛け渡して、油圧系の故障時にも、これら各トラニオン７、７の傾斜角度を、機械的に同期させられる様にしている。
変速状態を切り換える際には、上記ステッピングモータ１３により上記スリーブ１４を、得ようとする変速比に見合う所定位置にまで変位させて、上記制御弁１２の所定方向の流路を開く。この結果、上記各アクチュエータ１０、１０に圧油が、所定方向に送り込まれて、これら各アクチュエータ１０、１０が上記各トラニオン７、７を所定方向に変位させる。即ち、上記圧油の送り込みに伴ってこれら各トラニオン７、７が、前記各枢軸９、９の軸方向に変位しつつ、これら各枢軸９、９を中心に揺動する。そして、上記何れか１個のトラニオン７の動き（軸方向及び揺動変位）が、上記ロッド１７の端部に固定したプリセスカム１８とリンク腕１９とを介して上記スプール１５に伝達され、このスプール１５を軸方向に変位させる。この結果、上記トラニオン７が所定量変位した状態で、上記制御弁１２の流路が閉じられ、上記各アクチュエータ１０、１０への圧油の給排が停止される。
この際の上記トラニオン７及び上記プリセスカム１８のカム面２１の変位に基づく上記制御弁１２の動きは、次の通りである。先ず、上記制御弁１２の流路が開かれる事に伴って上記トラニオン７が軸方向に変位すると、前述した様に、パワーローラ６の周面と入力側ディスク２及び出力側ディスク５の内側面との当接部に発生するサイドスリップにより、上記トラニオン７が上記各枢軸９、９を中心とする揺動変位を開始する。又、上記トラニオン７の軸方向変位に伴って上記カム面２１の変位が、上記リンク腕１９を介して上記スプール１５に伝わり、このスプール１５が軸方向に変位して、上記制御弁１２の切り換え状態を変更する。具体的には、上記アクチュエータ１０により上記トラニオン７を中立位置に戻す方向に、上記制御弁１２が切り換わる。
従って上記トラニオン７は、軸方向に変位した直後から、中立位置に向け、逆方向に変位し始める。但し、上記トラニオン７は、中立位置からの変位が存在する限り、上記各枢軸９、９を中心とする揺動を継続する。この結果、上記プリセスカム１８のカム面２１の円周方向に関する変位が、上記リンク腕１９を介して上記スプール１５に伝わり、このスプール１５が軸方向に変位する。そして、上記トラニオン７の傾斜角度が、得ようとする変速比に見合う所定角度に達した状態で、このトラニオン７が中立位置に復帰すると同時に、上記制御弁１２が閉じられて、上記アクチュエータ１０への圧油の給排が停止される。この結果上記トラニオン７の傾斜角度が、前記ステッピングモータ１３により前記スリーブ１４を軸方向に変位させた量に見合う角度になる。
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、エンジン等の動力源に繋がる駆動軸２２により一方（図８、９の左方）の入力側ディスク２を、図示の様なローディングカム式の、或は油圧式の押圧装置２３を介して回転駆動する。この結果、前記入力軸１の両端部に支持された１対の入力側ディスク２、２が、互いに近づく方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、上記各パワーローラ６、６を介して上記各出力側ディスク５、５に伝わり、前記出力歯車４から取り出される。
この様に上記各入力側ディスク２、２から上記各出力側ディスク５、５に動力を伝達する際に、上記各トラニオン７、７には、それぞれの内側面に支持した上記各パワーローラ６、６の周面と上記各ディスク２、５の内側面との摩擦に伴って、それぞれの両端部に設けた枢軸９、９の軸方向の力が加わる。この力は、所謂２Ｆｔと呼ばれるもので、その大きさは、上記各入力側ディスク２、２から上記各出力側ディスク５、５（或は出力側ディスク５、５から入力側ディスク２、２）に伝達するトルクに比例する。そして、この様な力２Ｆｔは、前記各アクチュエータ１０、１０により支承する。従って、トロイダル型無段変速機の運転時に、これら各アクチュエータ１０、１０を構成するピストン１６、１６の両側に存在する１対の油圧室５１ａ、５１ｂ同士の間の圧力差は、上記力２Ｆｔの大きさに比例する。
上記入力軸１と出力歯車４との回転速度を変える場合で、先ず入力軸１と出力歯車４との間で減速を行なう場合には、上記各アクチュエータ１０、１０により上記各トラニオン７、７を上記各枢軸９、９の軸方向に移動させ、これら各トラニオン７、７を図９に示す位置に揺動させる。そして、上記各パワーローラ６、６の周面をこの図９に示す様に、上記各入力側ディスク２、２の内側面の中心寄り部分と上記各出力側ディスク５、５の内側面の外周寄り部分とにそれぞれ当接させる。反対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン７、７を図９と反対方向に揺動させ、上記各パワーローラ６、６の周面を、この図９に示した状態とは逆に、上記各入力側ディスク２、２の内側面の外周寄り部分と上記各出力側ディスク５、５の内側面の中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各トラニオン７、７を傾斜させる。これら各トラニオン７、７の傾斜角度を中間にすれば、入力軸１と出力歯車４との間で、中間の変速比（速度比）を得られる。
更に、上述の様に構成され作用するトロイダル型無段変速機を実際の自動車用の無段変速機に組み込む場合、遊星歯車機構等の歯車式の差動ユニットと組み合わせて無段変速装置を構成する事が、従来から提案されている。図１１は、この様な従来から提案されている無段変速装置のうち、特許文献１に記載されたものを示している。この無段変速装置は、所謂ギヤード・ニュートラルと呼ばれ、入力軸を一方向に回転させたまま、出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転、逆転に切り換えられるもので、トロイダル型無段変速機２４と遊星歯車式変速機２５とを組み合わせて成る。このうちのトロイダル型無段変速機２４は、入力軸１と、１対の入力側ディスク２、２と、出力側ディスク５ａと、複数のパワーローラ６、６とを備える。図示の例では、この出力側ディスク５ａは、１対の出力側ディスクの外側面同士を突き合わせて一体とした如き構造を有する。
又、上記遊星歯車式変速機２５は、上記入力軸１及び一方（図１１の右方）の入力側ディスク２に結合固定されたキャリア２６を備える。このキャリア２６の径方向中間部に、その両端部にそれぞれ遊星歯車素子２７ａ、２７ｂを固設した第一の伝達軸２８を、回転自在に支持している。又、上記キャリア２６を挟んで上記入力軸１と反対側に、その両端部に太陽歯車２９ａ、２９ｂを固設した第二の伝達軸３０を、上記入力軸１と同心に、回転自在に支持している。そして、上記各遊星歯車素子２７ａ、２７ｂと、上記出力側ディスク５ａにその基端部（図１１の左端部）を結合した中空回転軸３１の先端部（図１１の右端部）に固設した太陽歯車３２又は上記第二の伝達軸３０の一端部（図１１の左端部）に固設した太陽歯車２９ａとを、それぞれ噛合させている。又、一方（図１１の左方）の遊星歯車素子２７ａを、別の遊星歯車素子３３を介して、上記キャリア２６の周囲に回転自在に設けたリング歯車３４に噛合させている。
一方、上記第二の伝達軸３０の他端部（図１１の右端部）に固設した太陽歯車２９ｂの周囲に設けた第二のキャリア３５に遊星歯車素子３６ａ、３６ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア３５は、上記入力軸１及び第二の伝達軸３０と同心に配置された、出力軸３７の基端部（図１１の左端部）に固設されている。又、上記各遊星歯車素子３６ａ、３６ｂは、互いに噛合すると共に、一方の遊星歯車素子３６ａが上記太陽歯車２９ｂに、他方の遊星歯車素子３６ｂが、上記第二のキャリア３５の周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車３８に、それぞれ噛合している。又、上記リング歯車３４と上記第二のキャリア３５とを低速用クラッチ３９により係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車３８とハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ４０により係脱自在としている。
上述の様な、図１１に示した無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ３９を接続すると共に上記高速用クラッチ４０の接続を断った、所謂低速モード状態では、上記入力軸１の動力が上記リング歯車３４を介して上記出力軸３７に伝えられる。そして、前記トロイダル型無段変速機２４の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての変速比、即ち、上記入力軸１と上記出力軸３７との間の変速比が変化する。この様な低速モード状態では、無段変速装置全体としての変速比は、無限大に変化する。即ち、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を調節する事により、上記入力軸１を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸３７の回転状態を、停止状態を挟んで、正転、逆転の変換自在となる。
尚、この様な低速モード状態での加速若しくは定速走行時に、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルク（通過トルク）は、上記入力軸１から、キャリヤ２６及び第一の伝達軸２８と太陽歯車３２と中空回転軸３１とを介して出力側ディスク５ａに加わり、更にこの出力側ディスク５ａから各パワーローラ６、６を介して各入力側ディスク２、２に加わる。即ち、加速若しくは定速走行時に上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクは、上記各入力側ディスク２、２が上記各パワーローラ６、６からトルクを受ける方向に循環する。
これに対して、上記低速用クラッチ３９の接続を断ち、上記高速用クラッチ４０を接続した、所謂高速モード状態では、上記入力軸１の動力が上記第一、第二の伝達軸２８、３０を介して上記出力軸３７に伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての変速比が変化する。この場合には、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を大きくする程、無段変速装置全体としての変速比が大きくなる。
尚、この様な高速モード状態での加速若しくは定速走行時に、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクは、各入力側ディスク２、２が各パワーローラ８、８にトルクを付加する方向に加わる。
例えば図１１に示す様な構造を有し、入力軸１を回転させた状態のまま出力軸３７を停止させる、所謂無限大の変速比を実現できる無段変速装置の場合、出力軸３７を停止させた状態を含み、変速比を極端に大きくした状態で、上記トロイダル型無段変速機２４に加わるトルクを適正値に維持する事が、このトロイダル型無段変速機２４の耐久性確保と、運転操作の容易性確保との面から重要である。何となれば、「回転駆動力＝回転速度×トルク」の関係から明らかな通り、変速比が極端に大きく、上記入力軸１が回転したまま上記出力軸３７が停止又は極低速で回転する状態では、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルク（通過トルク）が、上記入力軸１に加わるトルクに比べて大きくなる。この為、上記トロイダル型無段変速機２４の耐久性を、このトロイダル型無段変速機２４を大型化する事なく確保する為には、上述の様にトルクを適正値に納める為に厳密な制御を行なう必要が生じる。具体的には、上記入力軸１に入力するトルクをできるだけ小さくしつつ、上記出力軸３７を停止させる為、駆動源を含めた制御が必要になる。
又、上記変速比が極端に大きな状態では、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比が僅かに変化した場合にも、上記出力軸３７に加わるトルクが大きく変化する。この為、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比調節が厳密に行なわれないと、運転者に違和感を与えたり、運転操作を行ないにくくする可能性がある。例えば、自動車用の自動変速装置の場合、停止時には運転者がブレーキを踏んだままで、停止状態を維持する事が行なわれる。この様な場合に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比調節が厳密に行なわれず、上記出力軸３７に大きなトルクが加わると、停車時に上記ブレーキペダルを踏み込む為に要する力が大きくなり、運転者の疲労を増大させる。逆に、発進時に上記トロイダル型無段変速機２４の変速比調節が厳密に行なわれず、上記出力軸３７に加わるトルクが小さ過ぎると、滑らかな発進が行なわれなくなったり、上り坂での発進時に車両が後退する可能性がある。従って、停止時若しくは極低速走行時には、駆動源から上記入力軸１に伝達するトルクを制御する他、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比調節を厳密に行なう必要がある。
この様な点を考慮して、特許文献２には、トラニオンを変位させる為の油圧式のアクチュエータ部分の圧力差を直接制御する事により、トロイダル型無段変速機を通過するトルク（通過トルク）を規制する構造が記載されている。
但し、上記特許文献２に記載されている様な構造の場合には、上記圧力差のみで制御を行なう為、上記通過トルクが目標値に一致した瞬間にトラニオンの姿勢を停止させる事が難しい。具体的には、トルク制御の為に上記トラニオンを変位させる量が大きくなる為、上記通過トルクが目標値に一致した瞬間にトラニオンが停止せずにそのまま変位を継続する、所謂オーバシュートが生じ易く、上記通過トルクの制御が安定しない。
特に、図８〜１０に示した一般的なハーフトロイダル型無段変速機の様に、トラニオン７、７の両端部に設けた各枢軸９、９の方向と、入力側、出力側各ディスク２、５の中心軸の方向とが互いに直角方向である、所謂キャストアングルを持たないトロイダル型無段変速機２４の場合に、上記オーバシュートが生じ易い。これに対して、一般的なフルトロイダル型無段変速機の様に、キャストアングルを持った構造の場合には、オーバシュートを収束させる方向の力が作用する為、上記特許文献２に記載されている様な構造でも、十分なトルク制御を行なえるものと考えられる。
この様な事情に鑑みて、本発明者は先に、一般的なハーフトロイダル型無段変速機の様に、キャストアングルを持たないトロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置でも、このトロイダル型無段変速機を通過するトルク（通過トルク）の制御を厳密に行なえる方法及び装置を発明した（特願２００２−１１６１８５号）。
図１２は、この様な第一の先発明の制御方法及び装置の対象となる、無段変速装置の構造の１例を示している。この図１２に示した無段変速装置は、前述の図１１に示した従来から知られている無段変速装置と同様の機能を有するもであるが、遊星歯車式変速機２５ａ部分の構造を工夫する事により、この遊星歯車式変速機２５ａ部分の組立性を向上させている。
入力軸１及び１対の入力側ディスク２、２と共に回転するキャリア２６ａの両側面に、それぞれがダブルピニオン型である、第一、第二の遊星歯車４１、４２を支持している。即ち、これら第一、第二の遊星歯車４１、４２は、それぞれ１対ずつの遊星歯車素子４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂにより構成している。そして、これら各遊星歯車素子４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂを、互いに噛合させると共に、内径側の遊星歯車素子４３ａ、４４ａを、出力側ディスク５ａにその基端部（図１２の左端部）を結合した中空回転軸３１ａの先端部（図１２の右端部）及び伝達軸４５の一端部（図１２の左端部）にそれぞれ固設した第一、第二の太陽歯車４６、４７に、外径側の遊星歯車素子４３ｂ、４４ｂをリング歯車４８に、それぞれ噛合させている。尚、図１３に示す様に、外径側の遊星歯車素子８５の軸方向寸法を長くする代わりに、この遊星歯車素子８５に軸方向寸法が短いリング歯車４８ａを噛合させても、同様の機能を得られる。
一方、上記伝達軸４５の他端部（図１２の右端部）に固設した第三の太陽歯車４９の周囲に設けた第二のキャリア３５ａに遊星歯車素子５０ａ、５０ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア３５ａは、上記入力軸１と同心に配置された出力軸３７ａの基端部（図１２の左端部）に固設されている。又、上記各遊星歯車素子５０ａ、５０ｂは、互いに噛合すると共に、一方の遊星歯車素子５０ａを上記第三の太陽歯車４９に、他方の遊星歯車素子５０ｂを、上記第二のキャリア３５ａの周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車３８ａに、それぞれ噛合させている。又、上記リング歯車４８（４８ａ）と上記第二のキャリア３５ａとを低速用クラッチ３９ａにより係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車３８ａとハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ４０ａにより係脱自在としている。
この様に構成する改良された無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ３９ａを接続し、上記高速用クラッチ４０ａの接続を断った状態では、上記入力軸１の動力が上記リング歯車４８（４８ａ）を介して上記出力軸３７ａに伝えられる。そして、トロイダル型無段変速機２４の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての変速比ｅCVT 、即ち、上記入力軸１と上記出力軸３７ａとの間の変速比が変化する。この際のトロイダル型無段変速機２４の変速比ｅCVU と無段変速装置全体としての変速比ｅCVT との関係は、上記リング歯車４８（４８ａ）の歯数ｍ48と前記第一の太陽歯車４６の歯数ｍ46との比をｉ1 （＝ｍ48／ｍ46）とした場合に、次の（１）式で表される。
ｅCVT ＝（ｅCVU ＋ｉ1 −１）／ｉ1 --- (1)
そして、例えば上記歯数同士の比ｉ1 が２である場合に、上記両変速比ｅCVU 、ｅCVT 同士の関係が、図１４に線分αで示す様に変化する。
これに対して、上記低速用クラッチ３９ａの接続を断ち、上記高速用クラッチ４０ａを接続した状態では、上記入力軸１の動力が、前記第一の遊星歯車４１、上記リング歯車４８（４８ａ）、前記第二の遊星歯車４２、前記伝達軸４５、前記各遊星歯車素子５０ａ、５０ｂ、上記第二のキャリア３５ａを介して、上記出力軸３７ａに伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比ｅCVU を変える事により、無段変速装置全体としての変速比ｅCVT が変化する。この際のトロイダル型無段変速機２４の変速比ｅCVU と無段変速装置全体としての変速比ｅCVT との関係は、次の（２）式の様になる。尚、この（２）式中、ｉ1 は上記リング歯車４８（４８ａ）の歯数ｍ48と前記第一太陽歯車４６の歯数ｍ46との比（ｍ48／ｍ46）を、ｉ2 は上記リング歯車４８（４８ａ）の歯数ｍ48と前記第二の太陽歯車４７の歯数ｍ47との比（ｍ48／ｍ47）を、ｉ3 は前記第二のリング歯車３８ａの歯数ｍ38と前記第三の太陽歯車４９の歯数ｍ49との比（ｍ38／ｍ49）を、それぞれ表している。
ｅCVT ＝｛１／（１−ｉ3 ）｝・｛１＋（ｉ2 ／ｉ1 ）（ｅCVU −１）｝ --- (2)
そして、上記各比のうち、ｉ1 が２、ｉ2 が２．２、ｉ3 が２．８である場合に、上記両変速比ｅCVU 、ｅCVT 同士の関係が、図１４に線分βで示す様に変化する。
上述の様に構成し作用する無段変速装置の場合、図１４の線分αから明らかな通り、前記入力軸１を回転させた状態のまま上記出力軸３７ａを停止させる、所謂変速比無限大の状態を造り出せる。但し、この様に入力軸１を回転させた状態のまま上記出力軸３７ａを停止させたり、或は極低速で回転させる状態では、前述した通り、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルク（通過トルク）が、駆動源であるエンジンから上記入力軸１に加えられるトルクよりも大きくなる。この為、車両の停止時又は微速運行時には、上記通過トルクが過大（或は過小に）にならない様にする為、駆動源から上記入力軸１に入力されるトルクを適正に規制する必要がある。
又、上記微速運行時、出力軸３７ａを停止させる状態に近い状態、即ち、上記無段変速装置の変速比が非常に大きく、上記入力軸１の回転速度に比べて上記出力軸３７ａの回転速度が大幅に遅い状態では、この出力軸３７ａに加わるトルクが、上記無段変速装置の変速比の僅かな変動により、大幅に変動する。この為、円滑な運転操作を確保する為に、やはり駆動源から上記入力軸１に入力されるトルクを適正に規制する必要がある。
尚、この様な低速モード状態での加速若しくは定速走行時に、上記通過トルクは、前述の図１１に示す従来構造と同様に、入力軸１からキャリヤ２６ａ及び第一の遊星歯車４１と第一の太陽歯車４６と中空回転軸３１ａとを介して出力側ディスク５ａに加わり、更にこの出力側ディスク５ａから各パワーローラ６、６を介して各入力側ディスク２、２に加わる。即ち、加速若しくは定速走行時に上記通過トルクは、上記各入力側ディスク２、２が上記各パワーローラ６、６からトルクを受ける方向に循環する。
この為に、先発明による変速比の制御方法及び装置の場合には、図１５に示す様にして、上記駆動源から上記入力軸１に入力されるトルクを適正に規制する様にしている。先ず、上記駆動源であるエンジンの回転速度を大まかに制御する。即ち、このエンジンの回転速度を、図１５のｗ範囲内の点ａに規制する。これと共に、この制御されたエンジンの回転速度に上記無段変速装置の入力軸１の回転速度を一致させる為に必要とされる、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を設定する。この設定作業は、前述の（１）式に基づいて行なう。即ち、先発明の方法によりエンジンから上記入力軸１に伝達するトルクを厳密に規制する必要があるのは、前記低速用クラッチ３９ａを接続し、前記高速用クラッチ４０ａの接続を断った、所謂低速モード時である。従って、上記入力軸１の回転速度を、必要とする出力軸３７ａの回転速度に対応した値とすべく、上記（１）式により、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を設定する。
又、上記トロイダル型無段変速機２４に組み込んだトラニオン７、７を枢軸９、９の軸方向に変位させる為の油圧式のアクチュエータ１０、１０を構成する１対の油圧室５１ａ、５１ｂ（図１０、１７参照）の圧力差を、油圧センサ６９（後述する図１、３、４参照）により測定する。この油圧測定作業は、上記エンジンの回転速度を大まか（但し回転速度を一定に保つ状態）に制御し、これに対応して、上述の様に、（１）式により上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を設定した状態で行なう。そして、測定作業に基づいて求めた上記圧力差により、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルク（通過トルク）ＴCVU を算出する。
即ち、上記圧力差は、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比が一定である限り、このトロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴCVU に比例する為、上記圧力差により、このトルクＴCVU を求める事ができる。この理由は、前述した様に、上記各アクチュエータ１０、１０が、入力側ディスク２、２から上記出力側ディスク５ａ（或は出力側ディスク５ａから入力側ディスク２、２）に伝達されるトルク（＝トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴCVU ）に比例する大きさを有する、２Ｆｔなる力を支承する為である。
一方、上記トルクＴCVU は、次の（３）式によっても求められる。
ＴCVU ＝ｅCVU ・ＴIN／｛ｅCVU ＋（ｉ1 −１）ηCVU ｝ --- (3)
この（３）式中、ｅCVU は上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を、ＴINは上記エンジンから前記入力軸１に入力されるトルクを、ｉ1 は第一の遊星歯車４１に関する遊星歯車変速機の歯数比｛リング歯車４８（４８ａ）の歯数ｍ48と第一の太陽歯車４６の歯数ｍ46との比｝を、ηCVU は上記トロイダル型無段変速機２４の効率を、それぞれ表している。
そこで、上記圧力差から求めた、実際にトロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴCVU1と、上記（３）式から求めた、目標とする通過トルクＴCVU2とに基づいて、この実際に通過するトルクＴCVU1と目標値ＴCVU2との偏差△Ｔ（＝ＴCVU1−ＴCVU2）を求める。そして、この偏差△Ｔを解消する（△Ｔ＝０とする）方向に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を調節する。尚、上記トルクの偏差△Ｔと、上記圧力差の偏差とは比例関係にあるので、上記変速比の調節作業は、トルクの偏差によっても、圧力差の偏差によっても行なえる。即ち、トルクの偏差による変速比制御と、圧力差の偏差による変速比制御とは、技術的に見て同じ事である。
例えば、図１５に示す様に、上記トロイダル型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴCVU1（測定値）を目標値ＴCVU2に規制する領域で、前記エンジンが前記入力軸１を駆動するトルクＴINが、この入力軸１の回転速度が高くなる程急激に低くなる方向に変化する場合に就いて考える。この様なエンジンの特性は、電子制御されたエンジンであれば、低速回転域でも容易に得られる。この様なエンジン特性を有する場合で、上記トルクの測定値ＴCVU1が同じく目標値ＴCVU2に比べて、各入力側ディスク２、２が各パワーローラ６、６（図９〜１０参照）からトルクを受ける方向の偏差を有する場合には、上記入力軸１を駆動するトルクＴINを小さくする為にエンジンの回転速度を増大すべく、無段変速装置全体としての変速比を減速側に変位させる。この為に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を、増速側に変速する。但し、ブレーキペダルを踏んで停止した状態（出力軸の回転速度＝０）では、上記トロイダル型無段変速機２４の内部で生じる滑り、即ち、入力側、出力側各ディスク２、５ａの内側面と各パワーローラ６、６の周面（図９〜１０参照）との当接部（トラクション部）で生じる滑りにより吸収できる範囲内で、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比の制御を行なう。従って、この変速比を調節できる許容範囲は、上記当接部に無理な力が加わらない範囲に止まり、低速走行時の場合に比べて限られたものとなる。
例えば、図１５で、上記目標値ＴCVU2がａ点に存在する場合に、上記測定値ＴCVU1が同図のｂ点に存在する場合には、上記各入力側ディスク２、２が上記パワーローラ６、６からトルクを受ける方向の偏差を有する状態となる。そこで、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比ｅCVU を増速側に変更して、無段変速装置（Ｔ／Ｍ）全体としての変速比ｅCVT を減速側に変更する。これに合わせてエンジンの回転速度を増速し、トルクを下げる。反対に、上記測定値ＴCVU1が同図のｃ点に存在する場合には、上記各入力側ディスク２、２が上記パワーローラ６、６にトルクを付加する方向の偏差を有する状態となる。この場合には、上述した場合とは逆に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比ｅCVU を減速側に変更して、無段変速装置（Ｔ／Ｍ）全体としての変速比ｅCVT を増速側に変更する。これに合わせて、エンジンの回転速度を減速してトルクを上昇させる。
以下、上記圧力差から求めた、実際にトロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴCVU1が目標値に一致するまで、上述した動作を繰り返し行なう。即ち、１回のトロイダル型無段変速機２４の変速制御だけでは、このトロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴCVU1を目標値ＴCVU2に一致させられない場合には、上述した動作を繰り返し行なう。この結果、前記エンジンが前記入力軸１を回転駆動するトルクＴINを、このトロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴCVU を目標値ＴCVU2にする値に近付ける事ができる。尚、この様な動作は、無段変速装置の制御器に組み込んだマイクロコンピュータからの指令により、自動的に、且つ、短時間の間に行なわれる。
尚、図１６は、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴCVU と上記エンジンが上記入力軸１を回転駆動するトルクＴINとの比（左側縦軸）と、無段変速装置全体としての変速比ｅCVT （横軸）と、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比ｅCVU （右側縦軸）との関係を示している。実線ａが上記通過トルクＴCVU と駆動トルクＴINとの比と、無段変速装置全体としての変速比ｅCVT との関係を、破線ｂが上記両変速比ｅCVT 、ｅCVU 同士の関係を、それぞれ示している。先発明の場合、上記無段変速装置全体としての変速比ｅCVT を所定値に規制した状態で、上記トロイダル型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴCVU1を上記実線ａ上の点で表される目標値（ＴCVU2）に規制すべく、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比ｅCVU を規制するものである。
先発明の場合、この様に上記トロイダル型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴCVU1を前記目標値ＴCVU2である上記実線ａ上の点に規制する為の制御を２段階に分けて、先ず、エンジンの回転速度を大まかに、即ち、上記目標値ＴCVU2を得られるであろうと考えられる回転速度に制御した後、この回転速度に合わせてトロイダル型無段変速機２４の変速比制御を行なう。この為、従来方法の様なオーバシュートを生じさせる事なく、或は仮に生じたとしても実用上問題ない程度に低く抑えて、上記トロイダル型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴCVU1を上記目標値ＴCVU2に規制できる。
尚、前述の様に、ブレーキペダルを踏んで停止した状態で前記出力軸３７ａ（図１２〜１３）には、上記トロイダル型無段変速機２４の内部で生じる滑りに基づいて、駆動力（トルク）が加わる。このトルクの大きさは、従来から普及している、トルクコンバータを備えた一般的な自動変速装置で生じるクリープ力に見合う値に設定する事が考えられる。この理由は、一般的な自動変速装置の操作に慣れた運転者に違和感を与えない為である。又、上記トルクの方向は、運転席に設けた操作レバーの操作位置により決定する。この操作レバーが前進方向位置（Ｄレンジ）を選択された場合には、上記出力軸３７ａに前進方向にトルクを付与し、後退方向位置（Ｒレンジ）を選択された場合には、後退方向にトルクを付与する。
次に、上述の様にトロイダル型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴCVU1を目標値ＴCVU2に一致させるべく、このトロイダル型無段変速機２４の変速比を制御する部分の回路に就いて、図１７により説明する。トラニオン７を枢軸９、９（図１０参照）の軸方向（図１７の上下方向）に変位させる為の油圧式のアクチュエータ１０を構成する１対の油圧室５１ａ、５１ｂに、制御弁１２を通じて、圧油を給排自在としている。この制御弁１２を構成するスリーブ１４は、ステッピングモータ１３により、ロッド５２とリンク腕５３とを介して軸方向に変位自在としている。又、上記制御弁１２を構成するスプール１５は、リンク腕１９とプリセスカム１８とロッド１７とを介して上記トラニオン７と係合させ、このトラニオン７の軸方向変位及び揺動変位に伴って、軸方向に変位自在としている。以上の構成は、従来から知られている、トロイダル型無段変速機の変速比制御機構と、基本的に同じである。
特に先発明の場合には、上記スリーブ１４を、上記ステッピングモータ１３により駆動するのに加えて、油圧式の差圧シリンダ５４によっても駆動する様にしている。即ち、上記スリーブ１４に基端部を結合した上記ロッド５２の先端部を上記リンク腕５３の中間部に枢支すると共に、このリンク腕５３の両端部に設けた長孔に、上記ステッピングモータ１３或は上記差圧シリンダ５４の出力部に設けたピンを係合させている。上記リンク腕５３の一端部に設けた長孔内のピンが押し引きされる場合、他端部の長孔内のピンは支点となる。この様な構成により、上記スリーブ１４を、上記ステッピングモータ１３による他、上記差圧シリンダ５４によっても軸方向に変位させられる様にしている。先発明の場合、この差圧シリンダ５４による上記スリーブ１４の変位により、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴCVU に応じてこのトロイダル型無段変速機２４の変速比ｅCVU を調節する様にしている。
この為に先発明の場合には、上記差圧シリンダ５４に設けた１対の油圧室５５ａ、５５ｂ内に、補正用制御弁５６を通じて、互いに異なる油圧を導入自在としている。これら各油圧室５５ａ、５５ｂに導入される油圧は、前記アクチュエータ１０を構成する１対の油圧室５１ａ、５１ｂ内に作用する油圧ＰDOWN、ＰUPの差圧△Ｐと、上記補正用制御弁５６の開度調節用の１対の電磁弁５７ａ、５７ｂの出力圧の差圧△Ｐ0 とに基づいて決定される。即ち、これら両電磁弁５７ａ、５７ｂの開閉は、これら両電磁弁５７ａ、５７ｂの出力圧の差圧△Ｐ0 が前記トロイダル型無段変速機２４の目標トルクＴCVU2に対応する目標差圧となる様に、図示しない制御器（コントローラ）により演算され、この制御器から出力される出力信号に基づいて制御される。従って、上記補正用制御弁５６を構成するスプール５８には、上記アクチュエータ１０の油圧室５１ａ、５１ｂ内に作用する油圧の差圧△Ｐに応じた力と、これに対抗する力となる、上記目標トルクＴCVU2に対応する目標差圧である上記電磁弁５７ａ、５７ｂの出力圧の差圧△Ｐ0 とが作用する。
上記トロイダル型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴCVU1と上記目標トルクＴCVU2とが一致する場合、即ち、これら通過トルクＴCVU1と目標トルクＴCVU2との差△Ｔが０の場合には、上記アクチュエータ１０の油圧室５１ａ、５１ｂ内に作用する油圧の差圧△Ｐに応じた力と、上記電磁弁５７ａ、５７ｂの出力圧の差圧△Ｐ0 に応じた力とが釣り合う。この為、上記補正用制御弁５６を構成するスプール５８は中立位置となり、上記差圧シリンダ５４の油圧室５５ａ、５５ｂに作用する圧力も等しくなる。この状態では、この差圧シリンダ５４のスプール５９は中立位置となり、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比は変わらない（補正されない）。
一方、上記トロイダル型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴCVU1と上記目標トルクＴCVU2とに差が生じると、上記アクチュエータ１０の油圧室５１ａ、５１ｂ内に作用する油圧の差圧△Ｐに応じた力と、上記電磁弁５７ａ、５７ｂの出力圧の差圧△Ｐ0 に応じた力との釣り合いが崩れる。そして、上記通過トルクＴCVU1と目標トルクＴCVU2との差△Ｔの大きさ及び方向に応じて上記補正用制御弁５６を構成するスプール５８が軸方向に変位し、上記差圧シリンダ５４の油圧室５５ａ、５５ｂ内に、上記△Ｔの大きさ及び方向に応じた適切な油圧が導入される。そして、上記差圧シリンダ５４のスプール５９が軸方向に変位し、これに伴って、前記制御弁１２を構成するスリーブ１４が軸方向に変位する。この結果、前記トラニオン７が枢軸９、９の軸方向に変位して、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比が変わる（補正される）。尚、この様にして変速比が変化する方向、及び変化する量は、前述の図１５〜１６により説明した通りである。又、この様にトロイダル型無段変速機２４の変速比が変位する量、即ち補正される量（変速比の補正量）は、このトロイダル型無段変速機２４の変速比幅に対して十分小さいものである。この為に、上記差圧シリンダ５４のスプール５９のストロークは、前記ステッピングンモータ１３の出力部のストロークよりも十分に小さくしている。
上述した先発明に係る無段変速装置の場合、停車時若しくは極低速走行時に、この無段変速装置に組み込んだトロイダル型無段変速機の変速比調節を厳密に行なえるが、操作性及び燃費性能の向上を考慮した場合には、更なる改良を施す余地がある。この理由は、上記先発明が、停車時若しくは極低速走行時に、運転者の運転操作や路面状況に応じて、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルク（通過トルク）の目標値を変更する事を考慮していない為である。これに対して、この通過トルクの好ましい値は、運転状態や路面状況により異なる。
例えば、車両を停止させる場合には、上記通過トルクは小さい方が好ましい。この通過トルクが大きい場合には、車両を停止させる為に要する制動力が大きくなり、ブレーキペダルを操作する（踏み込む）運転者の疲労が進む原因となる。又、車両を、パーキングブレーキ、或は坂道発進補助装置（ＨＳＡ）により停止させる場合、上記通過トルクが大き過ぎると、車両が不用意に発進する可能性もある。尚、ＨＳＡは、本来の坂道発進時だけでなく、渋滞時等、平坦路での停車時にも、パーキングブレーキの代わりに使用される場合が増えている為、上記通過トルクが過大であると、上述の様な問題が生じる。この様な状態は、車両を降坂路に停車させる場合でも生じる。又、何れの場合でも、上記通過トルクが不必要に大きい事は、燃料を無駄に消費する事に繋がる為、好ましくない。従って、車両を停止させる場合には、上記通過トルクは小さい方が好ましい。
これに対して、上記通過トルクを常に小さく抑えると、発進時に運転者が意図する様な駆動力を得られず、運転者に違和感を与える場合がある。例えば、自動変速装置を搭載した車両で、車庫入れ、縦列駐車等を行なう場合、ブレーキペダルから足を離しただけで、アクセルペダルを踏み込む事なく、車両を低速で走行させる場合がある。この様な場合に、ブレーキペダルから足を離した場合に得られる駆動力が小さ過ぎ、アクセルペダルを踏み込む必要が生じると、上記車庫入れ、縦列駐車等を行ないにくくなる。又、登り坂での発進時に、アクセルペダルの踏み込みが遅れると、車両が後退する可能性が生じる等の問題がある。従って、運転者が車両を停止させる為の操作を行なわない限り、無段変速装置の出力軸には、前述した、一般的な自動変速装置で生じるクリープ力に見合う程度のトルクが加わる事が好ましい。
特開２０００−２２０７１９号公報 特開平１０−１０３４６１号公報
本発明は、上述の様な事情に鑑み、車両の停止時若しくは極低速走行時に必要とされる制動力を小さく抑えて、運転者の疲労低減を図れる無段変速装置を実現すべく発明したものである。
本発明の無段変速装置は何れも、前述の図１１に示した従来から知られている、或は図１２、１３に示した先発明に係る無段変速装置と同様に、入力軸と、出力軸と、トロイダル型無段変速機と、複数の歯車を組み合わせて成る歯車式の差動ユニットと、このトロイダル型無段変速機の変速比の変更を制御する為の制御器とを備える。
又、上記トロイダル型無段変速機は、上記差動ユニットの第一の入力部と共に上記入力軸により回転駆動される入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に、且つ、この入力側ディスクに対する相対回転を自在として支持され、上記差動ユニットの第二の入力部に接続された出力側ディスクと、これら両ディスク同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラを回転自在に支持した複数個の、トラニオン等の支持部材とを備えたものである。
又、上記差動ユニットは、上記第一、第二の入力部同士の間の速度差に応じた回転を取り出して、上記出力軸に伝達するものである。
更に、請求項１に記載した発明の場合、上記制御器は、次の(a) 〜(c) の機能を有するものである。
(a) 上記トロイダル型無段変速機の変速比を調節して上記差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事により、入力軸を一方向に回転させた状態のまま出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換自在とする機能。
(b) 上記トロイダル型無段変速機の変速比を変える事により、このトロイダル型無段変速機を通過するトルクを調節する機能。
(c) 車両が停止若しくは低速走行時で、この車両を停止させる為に使用する制動手段が操作された場合に、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクの目標値を、この制動手段が操作されていない場合に比べて低くする機能。
一方、請求項２に記載した無段変速装置の場合には、上述した構成に加えて、少なくとも車両が位置する路面の傾斜方向を検出する傾斜センサを備えており、制御器は、上記(a)(b)の機能に加えて、次の(c) の機能を有する。
(c) 上記傾斜センサの検出信号に応じて、登坂路ではトロイダル型無段変速機を通過するトルクの目標値を平坦路の場合に比べて大きくし、降坂路ではこのトロイダル型無段変速機を通過するトルクの目標値を平坦路の場合に比べて小さくする機能。
又、請求項５に記載した無段変速装置の場合には、上記(a)(b)の機能に加えて、次の(c) の機能を有する。
(c) 車両がシフトレバーにより選択された進行方向と逆方向に動き出した場合にトロイダル型無段変速機を通過するトルクの目標値を大きくする機能。
上述の様に構成する本発明の無段変速装置の場合、トロイダル型無段変速機を通過するトルク、延いては出力軸が回転しようとするトルクは、制動手段が操作された場合、或は降坂路に停車、若しくは降坂路で微速走行している場合には低くなる。これに対して、上記制動手段が操作されていない場合、或は登坂路に停車、若しくは登坂路で微速走行している場合には高くなる。
この結果、車両を停止させる為に要する制動力を小さくして、この車両が不用意に発進する事を防止できる。又、車両の停止時に消費される燃料を少なく抑える事ができる。
これに対して、車両を発進させる際の駆動力を十分に確保して、車両を発進させる際に運転者に違和感を与える事がなくなる。又、車庫入れ、縦列駐車等の操作を、アクセルペダルを操作する事なく行なえる為、これらの操作が容易になる。更に、降坂路で意図しない様な急な発進を行なったり、登坂路で発進時に車両を後退させる様な事がなくなる。
この様に、車両の停止時若しくは極低速走行時に必要とされる制動力を小さく抑えて運転者の疲労低減を図ると共に、その状態での燃料消費を抑える事ができて、無限大の変速比を得られる無段変速装置の実現に寄与できる。
車庫入れ、縦列駐車等の操作は、アクセルペダルを踏む事なく、ブレーキペダルに付与する踏力の調節で車速を調節する事により行なう場合がある。この様な場合に、ブレーキペダルを踏んだ場合に直ちに上記通過トルクが小さくなる様な制御を行なうと、上記操作が行ないにくくなる。そこで、本発明を実施する場合に好ましくは、車両の走行速度が、上記操作を行なう際の走行速度よりも遅い場合にのみ、上記通過トルクを小さくする様にする事が好ましい。例えば、アクセルペダルを踏み込まず、且つ、一切の制動手段を操作しない場合に、クリープ力に基づいて車両が５km/h程度で走行する場合、車速が２km/h以下（更に好ましくは１km/h以下）の極低速になった場合にのみ、上記通過トルクを小さくする事が考えられる。更には、車両が完全に停止した（車速＝０の）場合にのみ、制動手段が操作された事を条件として、上記通過トルクを小さくする事もできる。
又、好ましく、請求項１に係る発明と、請求項２に係る発明と、請求項５に係る発明とのうちの２以上の発明を同時に実施する事も好ましい。例えば、請求項３に記載した様に、請求項１に係る発明を実施する場合に、車両が位置する路面の傾斜方向を検出する為の傾斜センサを備える。そして、制御器に、この傾斜センサの検出信号に応じて、登坂路ではトロイダル型無段変速機を通過するトルクの目標値を平坦路の場合に比べて大きくし、降坂路ではこのトロイダル型無段変速機を通過するトルクの目標値を平坦路の場合に比べて小さくする機能を持たせる。更には、進行方向と逆方向に動き出した場合に、上記トルクの目標値を大きくする。
又、好ましくは、制動手段として、サービスブレーキと、パーキングブレーキと、坂道発進補助装置とのうちから選択される１種又は２種以上を使用する。
図１〜２は、請求項１、４に対応する、本発明の実施例１を示している。先ず、図１のブロック図により、本実施例の無段変速装置の全体構成に就いて説明する。この図１中、太矢印は動力の伝達経路を、実線は油圧回路を、破線は電気回路を、それぞれ示している。エンジン６０の出力は、ダンパ６１を介して、入力軸１に入力される。このうちのダンパ６１は、上記エンジン６０の回転を平滑化して上記入力軸１に伝達する、弾性継手としての役目を有する。尚、本発明の特徴は、制動手段の操作状態に応じ、トロイダル型無段変速機２４を通過して出力軸３７ａに伝わるトルクの大きさを変える点にある。図面に現れる無段変速装置自体の構造は、前述の図１１に示した従来構造、或は図１２、１３に示した先発明に係る構造と同様である。そこで、上記図１で、これら図１２、１３と同等部分に関しては、できる限り、これら図１２、１３に使用した符号を付して説明する。
上記入力軸１に伝達された動力は、上記トロイダル型無段変速機２４を構成する油圧式の押圧装置２３ａから入力側ディスク２に伝達され、更にパワーローラ６を介して出力側ディスク５ａに伝達される。これら両ディスク２、５ａのうち、入力側ディスク２の回転速度は入力側回転センサ６２により、出力側ディスク５ａの回転速度は出力側回転センサ６３により、それぞれ測定して、制御器６４に入力し、上記両ディスク２、５ａ間の（トロイダル型無段変速機２４の）変速比を算出自在としている。又、上記入力軸１に伝達された動力は、直接又は上記トロイダル型無段変速機２４を介して、差動ユニットである遊星歯車式変速機２５ａに伝達される。そして、この遊星歯車装置２５ａの構成部材の差動成分が、クラッチ装置６５を介して、上記出力軸３７ａに取り出される。尚、このクラッチ装置６５は、上記図１２、１３に示した低速用クラッチ３９ａ及び高速用クラッチ４０ａを表すものである。又、出力軸回転センサ６６により、上記出力軸３７ａの回転速度を検出自在としている。
一方、前記ダンパ６１部分から取り出した動力によりオイルポンプ６７を駆動し、このオイルポンプ６７から吐出した圧油を、上記押圧装置２３ａと、上記パワーローラ６を支持した、特許請求の範囲に記載した支持部材であるトラニオン７を変位させるアクチュエータ１０（例えば図１７参照）の変位量を制御する為の制御弁装置６８とに、送り込み自在としている。尚、この制御弁装置６８とは、前述の図１７に示した制御弁１２と、差圧シリンダ５４と、補正用制御弁５６と、後述する図２に記載した、高速用切換弁７０及び低速用切換弁７１とを合わせたものである。又、上記アクチュエータ１０に設けた１対の油圧室５１ａ、５１ｂ内の油圧を（実際には１対の）油圧センサ６９により検出して、その検出信号を、上記制御器６４に入力している。この制御器６４は、上記油圧センサ６９からの信号に基づいて、上記トロイダル型無段変速機２４の通過トルクを算出する。
又、上記制御弁装置６８は、ステッピングモータ１３と、ライン圧制御用電磁開閉弁７２と、上記補正用制御弁５６を切り換える為の電磁弁５７ａ（５７ｂ）と、上記高速用切換弁７０及び低速用切換弁７１を切り換える為のシフト用電磁弁７３とにより、その作動状態を切り換えられる。そして、これらステッピングモータ１３と、ライン圧制御用電磁開閉弁７２と、電磁弁５７ａ（５７ｂ）と、シフト用電磁弁７３とは、何れも上記制御器６４からの制御信号に基づいて切り換えられる。
又、この制御器６４には、前記各回転センサ６２、６３、６６及び上記油圧センサ６９からの信号の他、油温センサ７４の検出信号と、ポジションスイッチ７５の位置信号と、アクセルセンサ７６の検出信号と、ブレーキスイッチ７７の信号とを入力している。このうちの油温センサ７４は、無段変速装置を納めたケーシング内の潤滑油（トラクションオイル）の温度を検出するものである。又、上記ポジションスイッチ７５は、後述する図２に記載した手動油圧切換弁７９を切り換える為に運転席に設けられたシフトレバーの操作位置を表す信号を出す為のものである。又、上記アクセルセンサ７６は、アクセルペダルの開度を検出する為のものである。更に、上記ブレーキスイッチ７７は、ブレーキペダルが踏まれた事、或はパーキングブレーキが操作された事を検出して、その事を表す信号を発するものである。
上記制御器６４は、上記各スイッチ７５、７７及びセンサ６２、６３、６６、６９、７４、７６からの信号に基づいて、上記ステッピングモータ１３と、ライン圧制御用電磁開閉弁７２と、電磁弁５７ａ（５７ｂ）と、シフト用電磁弁７３とに上記制御信号を送る他、前記エンジン６０を制御する為のエンジンコントローラ７８に制御信号を送る。そして、前述した先発明の場合と同様にして、入力軸１と出力軸３７ａとの間の速度比を変えたり、或は停止時若しくは極低速走行時に前記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクを制御する。
更に本実施例の無段変速装置の場合には、前記出力軸回転センサ６６、上記ポジションスイッチ７５、上記ブレーキスイッチ７７からの信号に基づいて、上記トロイダル型無段変速機２４の通過トルクの目標値（前述の図１５の縦軸に関する、同図のａ点の位置）を変える。即ち、上記ポジションスイッチ７５からの信号に基づき、上記シフトレバーが前進位置（Ｄレンジ又はＬレンジ）か後退位置（Ｒレンジ）に位置する場合で、車速が０若しくは極低速（例えば１km/h以下）であり、ブレーキペダルが踏まれるか、或はパーキングブレーキが作動状態にある場合に、上記通過トルクの目標値を下げる（図１５のａ点を縦軸の下方にずらせる）。この結果、上記出力軸３７ａに加わるトルクは低くなり、車両が不用意に発進する事はなくなる。又、ブレーキペダルを踏んだ状態で車両を停止させる場合にも、踏力が小さくて済み、運転者の疲労を抑えられる。更に、前記エンジン６０の出力トルクを抑えられる分、このエンジン６０が消費する燃料を少なくして、省資源化を図れる。
これに対して、上記シフトレバーが前進位置（Ｄレンジ又はＬレンジ）か後退位置（Ｒレンジ）に位置する場合で、車速が０若しくは極低速（例えば１km/h以下）であっても、ブレーキペダルが踏まれず、しかもパーキングブレーキが非作動状態の場合には、上記通過トルクの目標値を比較的高く設定する。この結果、運転者が発進動作を行なえば、車両をもたつきなく発進させる事ができる。特に、登り坂で発進をする場合にアクセルペダルの操作が多少遅れても、車両を後退させずに発進させる事ができる。又、車両の走行速度が極低速でない限り（例えば１km/hを越える限り）、アクセルペダルを踏まずにブレーキペダルを操作するのみで、車両を低速走行させる事が可能になる。この結果、車庫入れや縦列駐車を容易に行なえる。尚、本実施例の場合、上記シフトレバーが非走行状態、即ち、パーキング位置（Ｐレンジ）かニュートラル位置（Ｎレンジ）に位置する場合には、前記クラッチ装置６５（低速用、高速用両クラッチ３９ａ、４０ａ）の接続を断ち、上記出力軸３７ａに駆動力が伝わる事を防止する。この場合には、前記エンジンコントローラ７８が上記エンジン６０を、可及的に低トルクで、アイドリング回転させる。
次に、上述の様な本発明の無段装置の制御に好適な制御回路に就いて、図２により簡単に説明する。尚、制御弁１２と、ステッピングモータ１３と、プリセスカム１８と、リンク腕１９と、差圧シリンダ５４とにより、アクチュエータ１０のストロークを制御し、トロイダル型無段変速機の変速比を調節する部分の構造に就いては、前述の図１７に示した先発明に係る構造と同じであるから、重複する説明を省略する。
図２に示した油圧回路では、油溜８０から吸引されてオイルポンプ６７ａ、６７ｂにより吐出された圧油を、調圧弁８２ａ、８２ｂにより所定圧に調整自在としている。上記オイルポンプ６７ａ、６７ｂが、上述の図１に記載したオイルポンプ６７に相当する。又、上記両調圧弁８２ａ、８２ｂのうち、次述する手動油圧切換弁７９側に送る油圧を調整する為の調圧弁８２ａによる調整圧を、ライン圧制御用電磁開閉弁７２の開閉に基づいて調節自在としている。そして、上記両調整弁８２ａ、８２ｂにより圧力を調整された圧油を、上記制御弁１２を介して上記アクチュエータ１０に送り込み自在とする他、上記差圧シリンダ５４のストロークを調節する為の補正用制御弁５６に、電磁弁５７ａ、５７ｂの開閉に基づいて送り込み自在としている。
又、上記圧油は、手動油圧切換弁７９と、高速用切換弁７０又は低速用切換弁７１とを介して、低速用クラッチ３９（３９ａ）又は高速用クラッチ４０（４０ａ）の油圧室内に送り込み自在としている。又、図示の例では、上記圧油を、入力側、出力側各ディスクの内側面と各パワーローラの周面との当接圧を確保する為の油圧式の押圧装置２３ａにも送り込む様にしている。上記各切換弁７９、７０、７１のうち、上記手動油圧切換弁７９は、運転席に設けられて運転者により操作される操作レバー（シフトレバー）により操作されて、駐車レンジ（Ｐ）、リバース（後退）レンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、ドライブ（通常前進）レンジ（Ｄ）、高駆動力前進レンジ（Ｌ）を選択する。これら各レンジを選択した場合に於ける、上記手動油圧切換弁７９の切り換え状態は、図示の通りである。尚、この手動油圧切換弁７９を含め、各弁の構造及び機能の表示は、油圧機器に関する機械製図の一般的な手法によっている。
又、上記高速用、低速用両切換弁７０、７１はそれぞれ、シフト用電磁弁７３により切り換えられるシフト用切換弁８４の切り換えに基づく圧油の給排により、それぞれの連通状態を切り換えられるもので、一方の切換弁７０（又は７１）が高速用クラッチ４０（又は低速用クラッチ３９）の油圧室に圧油を送り込む際には、他方の切換弁７１（又は７０）が低速用クラッチ３９（又は高速用クラッチ４０）の油圧室から圧油を排出する。
上述の様に構成する油圧回路を備えた無段変速装置は、前述の図１１に示した従来から知られている、或は図１２、１３に示した先発明に係る無段変速装置と同様に、入力軸１と、出力軸３７、３７ａと、トロイダル型無段変速機２４と、差動ユニットである遊星歯車式変速機２５、２５ａと、切換手段と、制御器と、操作レバーとを備える。このうちの切換手段は、低速用クラッチ３９、３９ａ及び高速用クラッチ４０、４０ａから成り、低速モードと高速モードとを切り換えるものである。又、図１に示した制御器６４が、上記切換手段を構成する上記低速用、高速用各クラッチ３９、３９ａ、４０、４０ａの断接及び上記トロイダル型無段変速機２４の変速比の変更を制御する。又、上記操作レバーは、運転席に設けられ、運転者の操作に基づいて、前記手動油圧切換弁７９を切り換え自在としている。
特に、本実施例の無段変速装置の場合には、上記制御器は、次の(1) 〜(5) の機能を有する。
(1) 低速モード時、即ち、上記低速用クラッチ３９、３９ａを接続し、上記高速用クラッチ４０、４０ａの接続を断った状態での運転時に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を調節して上記遊星歯車式変速機２５、２５ａを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させると共に、駆動源であるエンジン６０により入力軸１を一方向に回転させた状態のまま、出力軸３７、３７ａの回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換自在とする機能｛請求項１、２の(a) の機能｝。
この機能に関しては、前述の図１１に示した従来から知られている、或は図１２、１３に示した先発明に係る無段変速装置と同様である。
(2) 高速モード時、即ち、上記低速用クラッチ３９、３９ａの接続を断ち、上記高速用クラッチ４０、４０ａを接続した状態での運転時に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を変える事により、上記入力軸１と上記出力軸３７、３７ａとの間の変速比を変更する機能。
この機能に関しても、前述の図１１に示した従来から知られている、或は図１２、１３に示した先発明に係る無段変速装置と同様である。
(3) 低速モード時、即ち、上記低速用クラッチ３９、３９ａを接続し、上記高速用クラッチ４０、４０ａの接続を断った状態での運転時に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を変える事により、このトロイダル型無段変速機２４を通過するトルクを調節する機能｛請求項１、２の(b) の機能｝。
この機能に関しては、前述の図１２〜１７により説明した、先発明の場合と同様である。
(4) 上記操作レバーにより非走行状態、即ち、パーキングレンジ又はニュートラルレンジが選択された状態で、上記低速用クラッチ３９、３９ａ及び上記高速用クラッチ４０、４０ａの接続を総て断つ機能。
(5) 車両が停止若しくは極低速走行時で、この車両を停止させる為に使用する制動手段が操作された場合に、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクを、この制動手段が操作されていない場合に比べて低くする機能｛請求項１の(c) の機能｝。
この機能が、本発明の特徴であるが、この機能に就いては、図１を使用して先に詳しく説明した通りである。
尚、図示の例では、上記無段変速装置の速度比を無限大近傍に規制すべく、前記トロイダル型無段変速機２４の変速比を微調節する為の差圧シリンダ５４のストロークを小さな範囲に抑えて、この変速比が過度に調節されない様にしている。又、上記差圧シリンダ５４を、前記アクチュエータ１０の油圧室５１ａ、５１ｂ内の差圧により切り換える様にしている。従って、上記変速比を微調節する為の構造部分を故障しにくくして、信頼性の高い無段変速装置を実現できる。
図３は、請求項１、４に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合には、制御器６４ａに、坂道発進補助装置の作動を制御する為のＨＡＳコントローラ８３の制御信号を入力している。そして上記制御器６４ａは、上記坂道発進補助装置が作動している場合に、トロイダル型無段変速機２４（図１１〜１３参照）を通過するトルクを、上記坂道発進補助装置が作動していない場合に比べて低くする。その他の部分の構成及び作用は、上述した実施例１の場合と同様であるから、同等部分に関する説明は省略する。
図４は、請求項１〜４に対応する、本発明の実施例３を示している。本実施例の場合には、前述した実施例１の構成に加えて、傾斜センサ８６を備えている。この傾斜センサ８６は、無段変速装置を搭載した車両が位置する路面の傾斜方向及びその傾斜角度を検出して、その検出信号を制御器６４ｂに入力する。この制御器６４ｂは、上記実施例１と同様の機能に加え、上記路面の傾斜方向及び傾斜角度に応じてトロイダル型無段変速機の通過トルクを調節する機能を有する。
即ち、上記制御器６４ｂは、上記傾斜センサ８６から送り込まれる、上記路面の傾斜状態を表す信号に基づいて、登坂路ではトロイダル型無段変速機２４（図１１〜１３参照）を通過するトルクの目標値を、平坦路の場合に比べて大きくする。この場合に、上記路面の傾斜角度が大きい程（急な登り坂である程）、上記トルクの目標値を大きくする。即ち、車速センサからの信号により、車両が停車若しくは極低速（例えば１km/h以下）で走行している場合で、ポジションスイッチ７５からの信号により運転者が走行状態（Ｄレンジ若しくはＲレンジ）を選択しており、アクセルセンサ７６及びブレーキセンサ７７からの信号により、運転者がアクセルペダルもブレーキペダルも操作していないと判定される場合に、上記目標値を大きくする。この結果、上記アクセルペダルを踏まない状態で出力軸３７、３７ａ（図１１〜１３参照）を通じて駆動輪に伝わる駆動力（クリープ力）が大きくなり、登坂路での発進時に、制動手段を解除後にアクセルペダルを踏み込むのが遅れても、車両を後退させる事がなくなる。即ち、制動手段解除後に上記駆動力を大きくするまでに要する時間は、極短時間であるから、ほぼ制動を解除した瞬間から、十分な駆動力を得られる。
これに対して降坂路では、同様の条件の下で、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクの目標値を、平坦路の場合に比べて小さくする。この場合に、上記路面の傾斜角度が大きい程（急な下り坂である程）、上記トルクの目標値を小さくする。この結果、アクセルペダルを踏まない状態で出力軸３７、３７ａを通じて駆動輪に伝わる駆動力（クリープ力）が小さくなり、降坂路での発進時に、車両を意図せずに急発進させる事がなくなる。
又、平坦路では、上記トルクの目標値を、上記登坂路の状態と上記降坂路の状態との中間の値に設定する。
何れの場合でも、アクセルペダルを踏み込んで発進した後（上記通過トルク制御を行なう為の条件のうちの少なくとも一つがなくなった後）は、前述した実施例１〜２の場合と同様に、本発明とも、前述した先発明とも関係のない、通常の制御に復帰する。即ち、前述の図２に示した補正用制御弁５６の開度調節用の１対の電磁弁５７ａ、５７ｂに送る制御信号を通常の状態に復帰させる。従って、通常走行時に、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクが、運転者の意図と関係なく変動する事はない。
尚、図示の例は、請求項２に係る発明と請求項１に係る発明とを組み合わせた場合に就いて示した。請求項２に係る発明は、この様に請求項１に係る発明と組み合わせて実施する事が好ましいが、独立して実施する事もできる。
図５〜６は、請求項１〜４に対応する、本発明をより具体化した、実施例４を示している。本実施例の場合には、制御器を構成するＣＰＵが、ステップ１で、車両が停止状態又は極低速走行状態であるか否か、言い換えれば車速が一定値Ｖ（例えば１km/h）以下であるか否かを判定する。この判定は、出力軸回転センサ６６（図１、３、４）或は別途設けた車速センサからの信号に基づいて行なう。車速が一定値よりも早い場合には、特に本発明の特徴とする制御は行なわず、通常の制御を行なう。
これに対して、車速が一定値以下の場合には、次のステップ２で、運転者が走行状態を選択しているか否かを判定する。この判定は、ポジションスイッチ７５（図１、３、４）で、シフトレバー（操作レバー）が前進位置（Ｄレンジ又はＬレンジ）か後退位置（Ｒレンジ）に位置するか否かを判定する事で行なう。走行状態を選択されていない場合（シフトレバーがＤ、Ｌ、Ｒの何れのレンジにも存在しない場合）には、特に本発明の特徴とする制御は行なわず、通常の制御を行なう。
これに対して、走行状態が選択されている場合（シフトレバーがＤ、Ｌ、Ｒの何れかのレンジに存在する場合）には、次のステップ３で、アクセルペダルが解放されている（踏まれていない）か否かを判定する。この判定は、アクセルセンサ７６（図１、３、４）の信号に基づいて行なう。アクセルペダルが解放されていない（踏まれている）場合には、ステップ４に示す様に、出力軸３７、３７ａ（図１１〜１３参照）を通じて駆動輪に伝わる駆動力（クリープ力）に関する補正は行なわない（クリープ力補正値「P_CH」＝０とする）。
これに対して、アクセルペダルが解放されている（踏まれいない）場合には、次のステップ５で、ブレーキペダルが踏まれているか否かを判定する。この判定は、ブレーキスイッチ７７（図１、３、４）のＯＮ、ＯＦＦに基づいて行なう。
ブレーキペダルが踏まれていない場合には、ステップ６に示す様に、上記クリープ力に関する補正は行なわない（クリープ力補正係数「P_CB」＝０とする）。
これに対して、ブレーキペダルが踏まれている場合には、ステップ７に示す様に、上記クリープ力に関する補正を行なう（クリープ力補正係数「P_CB」を算出する）。この補正の為のクリープ力補正係数「P_CB」は、例えば実験或は計算により求めた、図６（Ａ）に示す線図に基づいて求める。即ち、アクセルペダルが解放され、ブレーキペダルが踏まれている場合には、このブレーキペダルに加えられた踏力が大きい程、言い換えれば、運転者が得たいと考えている制動力が大きい程、上記クリープ力補正係数「P_CB」の絶対値を大きく（クリープ力を減じる程度を大きく）し、出力軸３７、３７ａを通じて駆動輪に伝わるクリープ力を小さく抑える。
この様にして、ブレーキペダルが踏み込まれているか否かにより、上記クリープ力補正係数「P_CB」に関する処理を行なったならば、次いで、ステップ８、９で、車両が登坂状態であるか、平坦路に位置するか否か、或は降坂状態であるか否かを判定する。この場合の登坂状態とは、上記シフトレバーがＤレンジ（又はＬレンジ）を選択して車両の前方が上り坂である場合と、このシフトレバーがＲレンジで車両後方が上り坂である場合とを含む。要は、車両が重力に逆らって坂を上る状態を言う。又、平坦路に位置する状態とは、車両に、重力に基づいて走行方向の力が加わらない状態を言う。更に、上記降坂状態とは、上記シフトレバーがＤレンジ（又はＬレンジ）を選択して車両の前方が下り坂である場合と、このシフトレバーがＲレンジで車両後方が下り坂である場合とを含む。要は、車両が重力に基づいて坂を下る状態を言う。この様な判定は、ポジションスイッチ７５と傾斜センサ８６（図４）との信号に基づいて行なう。
そして、車両が登坂状態にある場合には、ステップ１０で、登坂用のクリープ力補正係数を算出する。この場合に於ける登坂用のクリープ力補正係数は、前進登坂用のクリープ力補正係数「P_UPCD」と、後退登坂用のクリープ力補正係数「P_UPCR」とのそれぞれに就いて、例えば実験或は計算により求めた、図６（Ｂ）に示す線図に基づいて求める。この図６（Ｂ）に示した２本の線のうち、実線イは、勾配の角度と前進登坂用のクリープ力補正係数「P_UPCD」との関係を、鎖線ロは、勾配の角度と後退登坂用のクリープ力補正係数「P_UPCR」との関係を、それぞれ表している。何れの場合でも、勾配の角度が大きい程、上記クリープ力補正係数「P_UPCR」、「P_UPCR」の絶対値を大きく（クリープ力を増大させる程度を大きく）し、出力軸３７、３７ａを通じて駆動輪に伝わるクリープ力を大きくする。
一方、車両が降坂状態にある場合には、ステップ１１で、降坂用のクリープ力補正係数を算出する。この場合に於ける降坂用のクリープ力補正係数は、前進降坂用のクリープ力補正係数「P_DNCD」と、後退降坂用のクリープ力補正係数「P_DNCR」とのそれぞれに就いて、例えば実験或は計算により求めた、図６（Ｃ）に示す線図に基づいて求める。この図６（Ｃ）に示した２本の線のうち、実線ハは、勾配の角度と前進降坂用のクリープ力補正係数「P_DNCD」との関係を、鎖線ニは、勾配の角度と後退降坂用のクリープ力補正係数「P_DNCR」との関係を、それぞれ表している。前進降坂時には、勾配の角度が大きい程、上記クリープ力補正係数「P_DNCR」の絶対値を大きく（クリープ力を低減させる程度を大きく）し、出力軸３７、３７ａを通じて駆動輪に伝わるクリープ力を小さくする。これに対して、後退降坂時には、下り勾配が存在する限り、上記クリープ力補正係数「P_DNCR」の絶対値を大きく（クリープ力を低減させる程度を大きく）し、出力軸３７、３７ａを通じて駆動輪に伝わるクリープ力を小さくする。後退降坂時に、少しの下り勾配でもクリープ力を大きく低下させる理由は、不安定な後退降坂時に走行速度が早くなり過ぎるのを防止して、車両の安全運行を期する為である。
又、車両が平坦路に位置する状態（勾配の傾斜角度が０）である場合には、前進、後退、何れの場合も、ステップ１２で、クリープ力補正係数「P_UPCD」、「P_UPCR」、「P_DNCD」、「P_DNCR」を０とする。尚、登坂状態にある場合は、降坂用の補正係数（P_DNCD、P_DNCR）は全て０とする。又、前進登坂状態である場合は、後退登坂状態での補正係数（P_UPCR）は０とし、後退登坂状態である場合は、前進登坂状態での補正係数（P_UPCD）は０とする。又、降坂状態にある場合は、登坂用の補正係数（P_UPCD、P_UPCR）は全て０とする。又、前進降坂状態である場合は、後退降坂状態での補正係数（P_DNCR）は０とし、後退降坂状態である場合は、前進降坂状態での補正係数（P_DNCD）は０とする。
以上に述べた様にして、ブレーキペダルの踏み込み状況と、登坂、降坂、平坦状況とに応じて、それぞれの場合のクリープ力補正係数「P_CB」、「P_UPCD」、「P_UPCR」、「P_DNCD」、「P_DNCR」を求めたならば、次のステップ１３で、上記各状況を総合した、クリープ力補正値「P_CH」を、次の（４）式により求める。
「P_CH」［Ｎｍ］＝（「P_CB」＋「P_UPCD」＋「P_UPCR」＋「P_DNCD」＋「P_DNCR」）×Ｎ［Ｎｍ］ --- (4)
そして、次のステップ１４で、上記出力軸３７、３７ａを通じて上記駆動輪に伝達すべき、制御クリープ力「P_Creep 」を、次の（５）式により求める。
「P_Creep ］［Ｎｍ］＝「Normal_Creep」−「P_CH」［Ｎｍ］ --- (5)
この様にして求めた制御クリープ力「P_Creep 」を上記出力軸３７、３７ａを通じて上記駆動輪に伝達すれば、車両の置かれている状況に応じた最適の駆動力を得られる。
次の表１に、上述の様にして行なう、上記クリープ力補正係数の和（「P_CB」＋「P_UPCD」＋「P_UPCR」＋「P_DNCD」＋「P_DNCR」）と、車両が置かれている状況との関係を示す。
Figure 2004197934
図７は、請求項５に対応する、本発明の実施例５を示している。本実施例の場合には、制御器を構成するＣＰＵが、ステップ１で、車両が停止状態又は極低速走行状態であるか否か、言い換えれば車速が一定値Ｖ（例えば１km/h）以下であるか否かを判定する。この判定は、出力軸回転センサ６６（図１、３、４）或は別途設けた車速センサからの信号に基づいて行なう。車速が一定値よりも早い場合には、特に本発明の特徴とする制御は行なわず、通常の制御を行なう。
これに対して、車速が一定値以下の場合には、次のステップ２で、運転者が走行状態を選択しているか否かを判定する。この判定は、ポジションスイッチ７５（図１、３、４）で、シフトレバー（操作レバー）が前進位置（Ｄレンジ又はＬレンジ）又は後退位置（Ｒレンジ）に位置するか否かを判定する事で行なう。走行状態を選択されていない場合（シフトレバーがＤ、Ｌ、Ｒの何れのレンジにも存在しない場合）には、特に本発明の特徴とする制御は行なわず、通常の制御を行なう。
これに対して、走行状態が選択されている場合（シフトレバーがＤ、Ｌ、Ｒの何れかのレンジに存在する場合）には、次のステップ３で、アクセルペダルが解放されている（踏まれていない）か否かを判定する。この判定は、アクセルセンサ７６（図１、３、４）の信号に基づいて行なう。アクセルペダルが解放されていない（踏まれている）場合には、特に本実施例の特徴とする制御は行なわず、通常の制御を行なう。
これに対して、アクセルペダルが解放されている（踏まれいない）場合には、次のステップ４で、上記シフトレバーが前進位置（Ｄレンジ又はＬレンジ）を選択しているか後退位置（Ｒレンジ）を選択しているかを判定する。
そして、前進位置が選択されていると判定された場合には、次のステップ５で、車両が前方に向けての上り坂であるか否かを判定する。この判定は、傾斜センサ８６（図４）からの信号に基づいて行なう。車両が前方に向けて上り坂でない（平坦又は下り坂の）場合には、特に本実施例の特徴とする制御は行なわず、通常の制御を行なう。
そして、前方に向けての上り坂であると判定した場合には、次のステップ６で、車両が後方、即ち、上記シフトレバーにより選択された進行方向と逆方向に動き出さないか否かを判定する。この判定は、車速センサ或はカーナビゲーション用のＧＰＳ信号に基づいて行なう。
そして、車両が後方に動き出さない場合には、特に本実施例の特徴とする制御は行なわず、通常の制御を行なう。
これに対して、車両が後方に動き出した場合には、クリープ力を大きくして、この車両を前進方向に動かす力を大きくし、この車両が運転者の意図に反して後退する事を防止する。この場合に上記クリープ力を大きくする補正は、車両の状態を観察しつつ、前述の実施例４で、前進登坂用のクリープ力補正係数「P_UPCD」を大きくする場合と同様にして、少しずつ行なう。従って、クリープ力が過大になって、運転者の意図に反して車両が前進する事はない。
一方、上記ステップ４で、後退位置が選択されていると判定された場合には、ステップ８で、車両が後方に向けての上り坂であるか否かを判定する。この判定も、傾斜センサ８６（図４）からの信号に基づいて行なう。車両が後方に向けて上り坂でない（平坦又は下り坂の）場合には、特に本実施例の特徴とする制御は行なわず、通常の制御を行なう。
そして、上記ステップ８で、後方に向けての上り坂であると判定した場合には、次のステップ９で、車両が前方、即ち、上記シフトレバーにより選択された進行方向と逆方向に動き出さないか否かを判定する。この判定も、車速センサ或はカーナビゲーション用のＧＰＳ信号に基づいて行なう。
そして、車両が前方に動き出さない場合には、特に本実施例の特徴とする制御は行なわず、通常の制御を行なう。
これに対して、車両が前方に動き出した場合には、クリープ力を大きくして、この車両を後退方向に動かす力を大きくし、この車両が運転者の意図に反して前進する事を防止する。この場合に上記クリープ力を大きくする補正は、前述の実施例４で、後退登坂用のクリープ力補正係数「P_UPCR」を大きくする場合と同様にして、少しずつ行なう。従って、クリープ力が過大になって、運転者の意図に反して車両が後退する事はない。
車両が平坦路に存在する場合には、本実施例でのクリープ力の補正は行なわない。
上述の様に構成し作用する本実施例によれば、坂道に停車した車両が、運転者の意図に反して動く事を防止できる。
本発明の実施例１を示す、無段変速装置の変速制御装置のブロック図。 この無段変速装置に組み込むトロイダル型無段変速機の変速比を調節する為の機構を示す油圧回路図。 本発明の実施例２を示す、図１と同様の図。 同実施例３を示す、図１と同様の図。 同実施例４の作用を説明する為のフローチャート。 車両の置かれている状況に応じたクリープ力の調整程度の３例を説明する為の線図。 本発明の実施例５の作用を説明する為のフローチャート。 従来から知られているトロイダル型無段変速機の１例を示す断面図。 図８のＡ−Ａ断面図。 同Ｂ−Ｂ断面図。 従来から知られている無段変速装置の１例を示す略断面図。 先発明に係る制御装置により変速比を制御する無段変速装置の１例を示す略断面図。 同じく別例を示す略断面図。 この無段変速装置に組み込んだトロイダル型無段変速機（ＣＶＵ）の変速比と、この無段変速装置（Ｔ／Ｍ）全体としての変速比との関係を示す線図。 先発明に係る制御装置で変速比を制御する状態を説明する為、エンジンの回転速度とトルクとの関係を示す線図。 トロイダル型無段変速機を通過するトルク及び変速比と、無段変速装置全体としての変速比との関係を示す線図。 先発明の無段変速装置を構成するトロイダル型無段変速機の変速比を調節する為の機構を示す油圧回路図。
符号の説明
１ 入力軸
２ 入力側ディスク
３ ボールスプライン
４ 出力歯車
５、５ａ 出力側ディスク
６ パワーローラ
７ トラニオン
８ 支持軸
９ 枢軸
１０ アクチュエータ
１１ 支持板
１２ 制御弁
１３ ステッピングモータ
１４ スリーブ
１５ スプール
１６ ピストン
１７ ロッド
１８ プリセスカム
１９ リンク腕
２０ 同期ケーブル
２１ カム面
２２ 駆動軸
２３、２３ａ 押圧装置
２４ トロイダル型無段変速機
２５、２５ａ 遊星歯車式変速機
２６、２６ａ キャリア
２７ａ、２７ｂ 遊星歯車素子
２８ 第一の伝達軸
２９ａ、２９ｂ 太陽歯車
３０ 第二の伝達軸
３１、３１ａ 中空回転軸
３２ 太陽歯車
３３ 遊星歯車素子
３４ リング歯車
３５、３５ａ 第二のキャリア
３６ａ、３６ｂ 遊星歯車素子
３７、３７ａ 出力軸
３８、３８ａ 第二のリング歯車
３９、３９ａ 低速用クラッチ
４０、４０ａ 高速用クラッチ
４１ 第一の遊星歯車
４２ 第二の遊星歯車
４３ａ、４３ｂ 遊星歯車素子
４４ａ、４４ｂ 遊星歯車素子
４５ 伝達軸
４６ 第一の太陽歯車
４７ 第二の太陽歯車
４８、４８ａ リング歯車
４９ 第三の太陽歯車
５０ａ、５０ｂ 遊星歯車素子
５１ａ、５１ｂ 油圧室
５２ ロッド
５３ リンク腕
５４ 差圧シリンダ
５５ａ、５５ｂ 油圧室
５６ 補正用制御弁
５７ａ、５７ｂ 電磁弁
５８ スプール
５９ スプール
６０ エンジン
６１ ダンパ
６２ 入力側回転センサ
６３ 出力側回転センサ
６４、６４ａ、６４ｂ 制御器
６５ クラッチ装置
６６ 出力軸回転センサ
６７、６７ａ、６７ｂ オイルポンプ
６８ 制御弁装置
６９ 油圧センサ
７０ 高速用切換弁
７１ 低速用切換弁
７２ ライン圧制御用電磁開閉弁
７３ シフト用電磁弁
７４ 油温センサ
７５ ポジションスイッチ
７６ アクセルセンサ
７７ ブレーキスイッチ
７８ エンジンコントローラ
７９ 手動油圧切換弁
８０ 油溜
８１ａ、８１ｂ 調圧弁
８２ａ、８２ｂ 調圧弁
８３ ＨＡＳコントローラ
８４ シフト用切換弁
８５ 遊星歯車素子
８６ 傾斜センサ

Claims (6)

  1. 入力軸と、出力軸と、トロイダル型無段変速機と、複数の歯車を組み合わせて成る歯車式の差動ユニットと、このトロイダル型無段変速機の変速比の変更を制御する為の制御器とを備え、
    このトロイダル型無段変速機は、上記差動ユニットの第一の入力部と共に上記入力軸により回転駆動される入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に、且つ、この入力側ディスクに対する相対回転を自在として支持され、上記差動ユニットの第二の入力部に接続された出力側ディスクと、これら両ディスク同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラを回転自在に支持した複数個の支持部材とを備えたものであり、
    上記差動ユニットは、上記第一、第二の入力部同士の間の速度差に応じた回転を取り出して上記出力軸に伝達するものであり、
    上記制御器は、次の(a) 〜(c) の機能を有するものである無段変速装置。
    (a) 上記トロイダル型無段変速機の変速比を調節して上記差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事により、入力軸を一方向に回転させた状態のまま出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換自在とする機能。
    (b) 上記トロイダル型無段変速機の変速比を変える事により、このトロイダル型無段変速機を通過するトルクを調節する機能。
    (c) 車両が停止若しくは極低速走行時で、この車両を停止させる為に使用する制動手段が操作された場合に、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクの目標値を、この制動手段が操作されていない場合に比べて低くする機能。
  2. 入力軸と、出力軸と、トロイダル型無段変速機と、複数の歯車を組み合わせて成る歯車式の差動ユニットと、傾斜センサと、このトロイダル型無段変速機の変速比の変更を制御する為の制御器とを備え、
    このトロイダル型無段変速機は、上記差動ユニットの第一の入力部と共に上記入力軸により回転駆動される入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に、且つ、この入力側ディスクに対する相対回転を自在として支持され、上記差動ユニットの第二の入力部に接続された出力側ディスクと、これら両ディスク同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラを回転自在に支持した複数個の支持部材とを備えたものであり、
    上記差動ユニットは、上記第一、第二の入力部同士の間の速度差に応じた回転を取り出して上記出力軸に伝達するものであり、
    上記傾斜センサは少なくとも車両が位置する路面の傾斜方向を検出する為のものであり、
    上記制御器は、次の(a) 〜(c) の機能を有するものである無段変速装置。
    (a) 上記トロイダル型無段変速機の変速比を調節して上記差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事により、入力軸を一方向に回転させた状態のまま出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換自在とする機能。
    (b) 上記トロイダル型無段変速機の変速比を変える事により、このトロイダル型無段変速機を通過するトルクを調節する機能。
    (c) 上記傾斜センサの検出信号に応じて、登坂路ではトロイダル型無段変速機を通過するトルクの目標値を平坦路の場合に比べて大きくし、降坂路ではこのトロイダル型無段変速機を通過するトルクの目標値を平坦路の場合に比べて小さくする機能。
  3. 車両が位置する路面の傾斜方向を検出する為の傾斜センサを備え、制御器は、この傾斜センサの検出信号に応じて、登坂路ではトロイダル型無段変速機を通過するトルクの目標値を平坦路の場合に比べて大きくし、降坂路ではこのトロイダル型無段変速機を通過するトルクの目標値を平坦路の場合に比べて小さくする機能を有する、請求項１に記載した無段変速装置。
  4. 制動手段が、サービスブレーキと、パーキングブレーキと、坂道発進補助装置とのうちから選択される１種又は２種以上である、請求項１又は請求項３に記載した無段変速装置。
  5. 入力軸と、出力軸と、トロイダル型無段変速機と、複数の歯車を組み合わせて成る歯車式の差動ユニットと、このトロイダル型無段変速機の変速比の変更を制御する為の制御器とを備え、
    このトロイダル型無段変速機は、上記差動ユニットの第一の入力部と共に上記入力軸により回転駆動される入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に、且つ、この入力側ディスクに対する相対回転を自在として支持され、上記差動ユニットの第二の入力部に接続された出力側ディスクと、これら両ディスク同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラを回転自在に支持した複数個の支持部材とを備えたものであり、
    上記差動ユニットは、上記第一、第二の入力部同士の間の速度差に応じた回転を取り出して上記出力軸に伝達するものであり、
    上記制御器は、次の(a) 〜(c) の機能を有するものである無段変速装置。
    (a) 上記トロイダル型無段変速機の変速比を調節して上記差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事により、入力軸を一方向に回転させた状態のまま出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換自在とする機能。
    (b) 上記トロイダル型無段変速機の変速比を変える事により、このトロイダル型無段変速機を通過するトルクを調節する機能。
    (c) 車両がシフトレバーにより選択された進行方向と逆方向に動き出した場合にトロイダル型無段変速機を通過するトルクの目標値を大きくする機能。
  6. 制御器は、車両がシフトレバーにより選択された進行方向と逆方向に動き出した場合にトロイダル型無段変速機を通過するトルクの目標値を大きくする機能を有する、請求項１〜４の何れかに記載した無段変速装置。
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