JP3187962B2

JP3187962B2 - トロイダル型無段変速機の変速制御装置

Info

Publication number: JP3187962B2
Application number: JP21867192A
Authority: JP
Inventors: 章夫若崎; 秀寿延本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-07-23
Filing date: 1992-07-23
Publication date: 2001-07-16
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: JPH0642618A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はトロイダル型無段変速
機の変速制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車に搭載される変速機として、エン
ジンの回転を無段階に変速して出力軸に伝達可能なトロ
イダル型無段変速機が知られている。このトロイダル型
無段変速機は、エンジン出力が入力されて回転する入力
ディスクと、該入力ディスクと同軸上に対向配置された
出力ディスクと、該出力ディスクと上記入力ディスクと
の間に両ディスクに接触した状態で傾動可能に配置され
た複数のローラとで構成される変速ユニットを有し、上
記ローラを傾動させることによりその傾転角に応じて入
力ディスクの回転を無段階に変速して出力ディスクに伝
達するように構成されたものであるが、近年、この種の
無段変速機においては、運転状態に応じた適切な変速制
御を行うことを目的として、変速制御の電子化が行われ
ている。

【０００３】例えば特開昭６２−２７０８５７号公報に
は、変速ユニットを構成するローラを傾動させるための
アクチュエータとしてサーボモータを設けると共に、入
力ディスクの回転数と出力ディスクの回転数とから運転
状態に応じた最適な変速比を設定して、この最適変速比
が実現されるように上記サーボモータの回転角を変化さ
せることによりローラの傾転角を変化させるようにした
構成が開示されている。

【０００４】そして、この種の無段変速機においては、
変速制御を更に緻密に行うために、変速アクチュエータ
としてパルス駆動されるステッピングモータが採用され
ることがある。つまり、ステッピングモータは、その回
転角が入力されるパルス数に対応してリニヤに変化する
出力特性を有することから、ローラの傾転角がステッピ
ングモータに出力される駆動パルスに対応して一義的に
変化することになって、この種の無段変速機における変
速制御を更に精度よく行うことが可能となるのである。

【０００５】しかしながら、上記のようにローラの傾転
角を電気的に制御される変速アクチュエータを用いて変
化させるようにしたものにおいては、次のような問題を
発生する可能性がある。その問題をステッピングモータ
を例にとって説明する。

【０００６】上記したようにステッピングモータは、そ
の回転角が駆動パルスに追従して変化するようになって
いるのであるが、所謂脱調と称して、パルス数の変化に
ついていけず停止したり、正確な位置に停止できない場
合がある。つまり、例えば駆動信号として１５０パルス
を出力したとしても、実際には例えば１３０パルス分し
か回転角が変化しないことがあるのである。このように
ステッピングモータに脱調を生じた状態で放置しておけ
ば、制御の基準点が狂い正確な変速制御を行えないこと
になる。

【０００７】このような問題に対しては、例えば特開昭
６１−７４９５３号公報には、トロイダル型無段変速機
の最大減速位置を検出して、制御原点を補正する構成が
示されている。また、特開昭６４−３３６１号公報に
は、変速比（減速比）の増大方向に全域パルス数以上の
パルス信号を発生させて、その後における変速比を最大
減速比に近い所定の基準変速比とを比較することによ
り、制御原点を補正する構成が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報の従来技術のいずれにおいても、最大減速比を基準と
して変速アクチュエータの制御原点を補正するようにし
ているので、当該車両が中、高速状態で走行していると
きには制御原点の補正ができないことになる。そのた
め、長時間にわたって連続して走行する場合には、実際
の変速比が変速アクチュエータの脱調に起因して運転状
態に対応した最適変速比から大きく外れてしまうことが
あり、燃費性能や走行性能を悪化させるおそれがあるの
である。

【０００９】この発明は、ステッピングモータなどの電
気的に制御される変速アクチュエータを用いて、入、出
力ディスク間に配置されたローラの傾転角を変化させて
変速比を変化させるようにしたトロイダル型無段変速機
における上記の問題に対処するもので、上記変速アクチ
ュエータの脱調を適切に検出することができ、ひいては
変速制御を良好に行わせるようにすることを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本願の請求項
１（以下、第１発明という）に係るトロイダル型無段変
速機の変速制御装置は、エンジン出力が入力される入力
ディスクと、該入力ディスクと同軸上に対向配置された
出力ディスクと、両ディスクに接触した状態で傾動可能
に配置された複数のローラとで構成される変速ユニット
を有し、電気的に制御されて上記ローラの傾転角を変化
させることにより上記変速ユニットを作動させて変速比
を変化させる変速アクチュエータを備えたトロイダル型
無段変速機において、上記ローラの傾転角を検出する傾
転角検出手段と、予め傾転角に対応する変速アクチュエ
ータの制御量の特性を記憶した制御特性記憶手段と、エ
ンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出
手段と、該検出手段で検出されたスロットル開度の前回
値と今回値とから求めたスロットル変化率が所定値より
も大きいか否かを判定する判定手段と、該判定手段でス
ロットル変化率が所定値よりも大きくないと判定された
ときに、目標傾転角の前回値と上記傾転角検出手段で検
出された実傾転角との差分が所定の判定値よりも大きい
か否かを判定する変速アクチュエータの脱調判定手段
と、同じく上記判定手段でスロットル変化率が所定値よ
りも大きくないと判定されたときに、上記変速ユニット
の入力回転数もしくは出力回転数のいずれかを検出し
て、予め入力回転数もしくは出力回転数をパラメータと
して設定された特性に基づいて上記ローラの目標傾転角
を算出する目標傾転角算出手段と、算出された目標傾転
角が得られるように上記制御特性記憶手段に記憶された
制御特性に従った制御信号を変速アクチュエータに出力
して変速動作を行わせる変速制御手段とを設けたことを
特徴とする。

【００１１】また、本願の請求項２（以下、第２発明と
いう）に係るトロイダル型無段変速機の変速制御装置
は、上記第１発明において、変速ユニットの入力回転数
を検出する入力回転数検出手段と、該変速ユニットの出
力回転数を検出する出力回転数検出手段と、これらの検
出手段で検出される入、出力回転数及び傾転角検出手段
で検出されるローラの傾転角のいずれか２つの実測値か
ら残る１つの推定値を演算する演算手段と、該演算手段
で演算された推定値と対応する実測値とを比較すること
により上記変速ユニットのスリップ状態を判定するスリ
ップ状態判定手段とを設けたことを特徴とする。

【００１２】一方、本願の請求項３（以下、第３発明と
いう）に係るトロイダル型無段変速機の変速制御装置
は、上記第２発明において、スリップ状態判定手段によ
って変速ユニットのスリップ状態が判定されたときに変
速領域を制限する変速領域制限手段を設けたことを特徴
とする。

【００１３】そして、本願の請求項４（以下、第４発明
という）に係るトロイダル型無段変速機の変速制御装置
は、上記第１発明又は第２発明において、脱調判定手段
によって変速アクチュエータの脱調が判定されたとき
に、現実の傾転角と出力制御量とに応じて変速アクチュ
エータの制御特性を補正する制御特性補正手段を設けた
ことを特徴とする。

【００１４】また、本願の請求項５（以下、第５発明と
いう）に係るトロイダル型無段変速機の変速制御装置
は、上記第１発明又は第２発明において、変速アクチュ
エータがパルス駆動されるステッピングモータであるこ
とを特徴とする。

【００１５】

【００１６】

【作用】上記の構成によれば、次の作用が得られる。

【００１７】すなわち、第１〜第５発明のいずれにおい
ても、変速ユニットを構成するローラの傾転角を検出す
ると共に、目標傾転角の前回値と実際の傾転角とを比較
することにより、変速アクチュエータの脱調を判定する
ようにしているので、運転状態にかかわらず変速アクチ
ュエータの脱調が常時かつ確実に検出されることにな
る。

【００１８】そして、第２発明によれば、例えば変速ユ
ニットの入、出力回転数を検出してローラの傾転角（な
いしは傾転角と所定関係にある変速比）の推定値を演算
すると共に、この傾転角（ないしは変速比）の推定値と
実測値とを比較することにより変速ユニットのスリップ
状態を判定するようにしているので、変速ユニットのス
リップ状態と変速アクチュエータの脱調状態とが確実に
区別されて検出されることになって、それぞれに適した
対処が可能となる。

【００１９】また、第３発明によれば、変速ユニットの
スリップ状態が検出されたときには、変速領域が制限さ
れることになるので、変速ユニットの耐久性が向上する
ことになる。

【００２０】そして、第４発明によれば、変速アクチュ
エータの脱調状態が検出されたときには、現実の傾転角
と出力制御量とに応じて変速アクチュエータの制御特性
が補正されることになるので、変速制御が精度よく行わ
れることになる。

【００２１】さらに、第５発明によれば、変速アクチュ
エータとしてステッピングモータが使用されている場合
においても上記の作用が得られるので、ステッピングモ
ータの長所を有効に利用しつつトロイダル型無段変速機
の変速制御を良好に行うことが可能となる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２３】図１は、本発明に係るトロイダル型無段変
速機を含む車両の動力伝達系を示す全体概略構成図であ
って、この車両１は、エンジン２の出力軸２ａに連結さ
れてトルク増大作用を行うトルクコンバータ３と、この
トルクコンバータ３の出力が伝達される減速装置として
の遊星歯車機構１０と、上記エンジン２の回転が入力さ
れてその回転を無段階に変速可能なトロイダル型無段変
速機３０とを有し、上記遊星歯車機構１０もしくはトロ
イダル型無段変速機３０の出力、あるいはその両者の出
力が出力軸４に伝達され、これにより、左右の後輪（図
示せず）が回転駆動されるようになっている。

【００２４】上記トルクコンバータ３は、エンジン２の
出力軸２ａに連結されたケーシング３ａと一体のポンプ
３ｂと、このポンプ３ｂに対向配置されて該ポンプ３ｂ
により作動油を介して駆動されるタービン３ｃと、該タ
ービン３ｃと上記ポンプ３ｂとの間に介設されてトルク
増大作用を行うステータ３ｄとを有し、上記タービン３
ｃと一体回転するタービンシャフト３ｅと、該タービン
シャフト３ｅに外嵌され、かつ一端にワンウェイクラッ
チ３ｆを介して上記ステータ３ｄが連結されて変速機ケ
ーシング５に一体とされた第１中空シャフト３ｇとが上
記遊星歯車機構１０に連結されている。更に、上記第１
中空シャフト３ｇに外嵌され、かつ一端がケーシング３
ａに連結された第２中空シャフト３ｈの軸端部には、オ
イルポンプ６が設けられており、このオイルポンプ６が
ケーシング３ａを介して上記エンジン２により駆動され
るようになっている。

【００２５】そして、上記遊星歯車機構１０は、上記タ
ービンシャフト３ｅと同軸上に直列配置された第１遊星
歯車機構１１および第２遊星歯車機構１２を有し、エン
ジン２側に配置された第１遊星歯車機構１１が後退用と
され、また、第２遊星歯車機構１２が前進用とされてお
り、上記第１遊星歯車機構１１は、シングルピニオン式
とされて、上記タービンシャフト３ｅに結合されたサン
ギヤ１３を有し、該サンギヤ１３に噛合するピニオン１
４を回転自在に支持するキャリア１５が上記第１中空シ
ャフト３ｇに結合され（変速機ケーシング５に固定）、
更に、上記ピニオン１４に噛合するリングギヤ１６がリ
バースクラッチ１７を介してタービンシャフト３ｅと同
一軸線上に配置された上記出力軸４に連結されている。

【００２６】一方、上記第２遊星歯車機構１２は、ダブ
ルピニオン式とされ、インナピニオン１８が上記第１遊
星歯車機構のピニオン１４と一体化されていると共に、
該第１遊星歯車機構１１のサンギヤ１３が第２遊星歯車
機構１２のサンギヤに共用されている。また、上記イン
ナピニオン１８とアウタピニオン１９とを固定支持する
キャリア２０は、上記第１遊星歯車機構１１のキャリア
１５と一体化されて第１中空シャフト３ｇを介して変速
機ケーシング５に固定されている。更に、この第２遊星
歯車機構１２を構成するリングギヤ２１は、フォワード
クラッチ２２およびワンウェイクラッチ２３を介して上
記出力軸４に連結されており、上記リバースクラッチ１
７が締結されたときには、タービンシャフト３ｅの出力
が第１遊星歯車機構１１を介して上記出力軸４に伝達さ
れ、これにより、左右の後輪が後退方向に回転駆動され
るようになっている。一方、フォワードクラッチ２２が
締結されたときには、上記タービンシャフト３ｅの出力
が第２遊星歯車機構１２を介して上記出力軸４に伝達さ
れ、これにより、左右の後輪が前進方向に回転駆動され
る。

【００２７】次に、上記トロイダル型無段変速機３０の
構成について、更に詳しく説明すると、このトロイダル
型無段変速機３０は、図１、図２に示すように、上記出
力軸４上にそれぞれ配置された第１変速ユニット３１と
第２変速ユニット３２とを有し、これらの各変速ユニッ
ト３１，３２は同様の構成とされており、上記出力軸４
上に該軸に対して回転自在に設けられた入力ディスク３
３，３３と、これらの入力ディスク３３，３３に対向配
置されて出力軸４と一体回転する出力ディスク３４，３
４と、各入出力ディスク３３，３４間にそれぞれ配置さ
れて両ディスクに接して回転し、かつ傾動可能とされた
各一対のローラ３５，３５とを有する。

【００２８】そして、図２に示すように、上記第１、第
２変速ユニット３１，３２における各出力ディスク３
４，３４が、出力軸４に対してそれぞれスプライン嵌合
され、かつ第１変速ユニット３１における出力ディスク
３４が、出力軸４に嵌合されたリング状の位置決め部材
３６により位置決めされた状態でベアリング３７ａを介
して変速機ケーシング５に対して回転自在に支持されて
いる。また、第２変速ユニット３２における出力ディス
ク３４が、上記出力軸４に一体的に形成された拡径部４
ａと変速機ケーシング５との間に設けられて該出力軸４
を回転自在に支持するベアリング３７ｂにより位置決め
されていると共に、上記各出力ディスク３４，３４間に
おいて第１、第２変速ユニット３１，３２における各入
力ディスク３３，３３が隣接配置されており、これらの
入力ディスク３３，３３間には、各入力ディスク３３，
３３に対して相対回転可能とされた中間ディスク３８が
配置され、この中間ディスク３８と各入力ディスク３
３，３３との間に複数のローディングカム３９…３９が
それぞれ介装されており、これらの各カム３９は、中間
ディスク３８と各入力ディスク３３，３３とが相対回転
したときに、各入力ディスク３３，３３を各出力ディス
ク３４，３４側に押し付ける押圧力を発生させる機能を
有し、上記エンジン２より各入力ディスク３３ａ，３３
ｂに入力される入力トルクが大きくなる程、各カム３９
による各入力ディスク３３，３３に対する押付力が増大
するようになっている。

【００２９】また、隣接配置された各入力ディスク３
３，３３間には、出力軸４に遊嵌合され、かつ両端部が
各入力ディスク３３，３３の背面に当接した状態でこれ
らの入力ディスク３３，３３とスプライン嵌合された連
結部材４０が配置されていると共に、この連結部材４０
と上記第２変速ユニット３２における入力ディスク３３
との間に予圧手段としての皿バネ４１が介装されてお
り、この皿バネ４１が、一方の入力ディスク３３の背面
に当接して該入力ディスク３３を出力ディスク３４側に
押圧すると共に、該皿バネ４１の付勢反力が上記連結部
材４０に作用し、該連結部材４０により他方の入力ディ
スク３３が出力ディスク３４側に押圧されることによ
り、各変速ユニット３１，３２における一対の入出力デ
ィスク３３，３４に所定の予圧が付与されるようになっ
ている。

【００３０】一方、図１、図２に示すように、上記中間
ディスク３８を介して各入力ディスク３３にエンジン２
の出力を入力するための入力軸４２が出力軸４に平行に
配置されており、この入力軸４２のトルクコンバータ３
側に位置する端部には第１ギヤ４３が一体的に取り付け
られており、該第１ギヤ４３がアイドルギヤ４４に噛合
されていると共に、このアイドルギヤ４４が、動力伝達
経路切換クラッチ４５を介して上記第２中空シャフト３
ｈに接続される出力ギヤ４６に噛合されている。また、
上記入力軸４２の他方の端部には、上記中間ディスク３
８と一体的に設けられた入力ギヤ４７に噛合する第２ギ
ヤ４８が一体的に設けられている。これにより、上記動
力伝達経路切換クラッチ４５が締結された場合には、エ
ンジン２の出力が入力軸４２を介してトロイダル型無段
変速機３０における第１、第２変速ユニット３１，３２
を構成する各入力ディスク３３，３３に入力され、図１
に示すように、各ローラ３５，３５の傾動角度に応じた
所定に変速比（減速比）で各入力ディスク３３，３３の
回転が変速されて各出力ディスク３４，３４に伝達され
るようになっている。

【００３１】なお、本実施例においては、図２に示すよ
うに、第１変速ユニット３１における出力ディスク３４
に、上記遊星歯車機構１０の一部を構成するワンウェイ
クラッチ２３の一端がスプライン嵌合されており、従っ
て、上記遊星歯車機構１０におけるフォワードクラッチ
２２を締結し、かつリバースクラッチ１７を解放すると
共に、上記動力伝達経路切換クラッチ４５を締結した場
合には、エンジン２の出力が遊星歯車機構１０およびト
ロイダル型無段変速機３０を介して出力軸４に出力され
ることになる。この場合、ワンウェイクラッチ２３は、
エンジン２の回転が後輪側より大きいときにロック状態
とされ、これにより、発進時等のように大きなトルクが
要求される場合には、エンジン２の出力がトルクコンバ
ータ３により増大されて出力軸４に出力されることにな
る。

【００３２】また、定常走行時には、上記ワンウェイク
ラッチ２３がフリー状態とされて、エンジン２の出力が
上記トロイダル型無段変速機３０により走行状態に応じ
て変速されて出力軸４に出力されることになる。

【００３３】更に、後退時には、上記リバースクラッチ
１７が締結され、かつフォワードクラッチ２２が解放さ
れると共に、動力伝達経路切換クラッチ４５が解放され
ることになって、エンジン２の出力が遊星歯車機構１０
により減速されて出力軸４に出力されるようになってい
る。

【００３４】ここで、上記トロイダル型無段変速機３０
を構成する第１、第２変速ユニット３１，３２における
各一対のローラ３５，３５をそれぞれ傾動させるための
油圧機構について説明する。なお、第１変速ユニット３
１側と第２変速ユニット３２側とは同様の構成とされて
おり、従って、第１変速ユニット３１側の油圧機構につ
いて説明し、第２変速ユニット側については説明を省略
する。

【００３５】すなわち、図２、図３に示すように、上記
第１変速ユニット３１には、各ローラ３５をそれぞれ回
転自在に支持する一対の第１、第２トラニオン４９ａ，
４９ｂが設けられており、これらのトラニオン４９ａ，
４９ｂに偏心軸５０ａ，５０ｂを介して各ローラ３５が
それぞれ回転自在に支持されていると共に、各トラニオ
ン４９ａ，４９ｂには、上記後輪駆動軸４と直交する方
向に延長された軸部材５１ａ，５１ｂがそれぞれ一体的
に取り付けられている。

【００３６】更に、変速機ケーシング５および該ケーシ
ング５と一体の仕切壁部５ａには、一対の支持部材５
２，５３がそれぞれ取り付けられており、これらの支持
部材５２，５３に上記第１、第２トラニオン４９ａ，４
９ｂの上下両端部がそれぞれ球面軸受５４…５４により
回動自在に支持されていると共に、上記各軸部材５１
ａ，５１ｂの下端が、仕切壁部５ａ下面に固設されたア
ッパハウジング５５の開口部５５ａを貫通して該アッパ
ハウジング５５の下面に固設されたロアハウジング５６
の凹部５６ａにベアリング５７により回転自在に支持さ
れている。

【００３７】そして、上記仕切壁部５ａには、各トラニ
オン４９ａ，４９ｂ毎の油圧シリンダ５８，５８がそれ
ぞれ設けられており、各油圧シリンダ５８は、仕切壁部
５ａと一体の隔壁部５ｂにより一対の油圧室５８ａ、５
８ｂにそれぞれ分割されていると共に、上記隔壁部５ｂ
の内周部には、第１、第２トラニオン４９ａ，４９ｂと
一体の各軸部材５１ａ，５１ｂと所定の間隙を隔てて該
軸部材５１ａ，５１ｂの軸方向に延長された延長部５ｃ
が形成されている。また、上記各油圧室５８ａ，５８ｂ
内には、ピストン５９ａ，５９ｂがそれぞれ内装されて
おり、一方のピストン５９ａにより各トラニオン４９
ａ，４９ｂの軸端部に一体的に形成されたフランジ６
０，６０が押圧されると共に、他方のピストン５９ｂに
より各軸部材５１ａ，５１ｂの軸端部に一体的に取り付
けられたフランジ部材６１，６１が押圧されるようにな
っている。したがって、上記油圧室５８ａ，５８ｂのい
ずれか一方に油圧が導入された場合には、ピストン５９
ａもしくはピストン５９ｂにより各トラニオン４９ａ，
４９ｂもしくは各軸部材５１ａ，５１ｂが軸方向、すな
わち、図３の上下方向に移動され、これにより、各トラ
ニオン４９ａ，４９ｂに回転自在に支持された各ローラ
３５の各入出力ディスク３３，３４に対する接触点が変
化して各ローラ３５が傾動され、これに伴って、各トラ
ニオン４９ａ，４９ｂが軸廻りに回動するようになって
いる。

【００３８】次に、上記各油圧シリンダ５８の油圧室５
８ａ，５８ｂに対する作動油の給排を制御する変速制御
部の構成について説明すると、図３、図４に示すよう
に、上記アッパハウジング５５には、油圧源（図示せ
ず）からの所定の圧力とされた作動油が供給されるメイ
ン通路６２ａと、第１、第２変速ユニット３１，３２ご
とに設けられた各油圧シリンダ５８…５８の油圧室５８
ａ，５８ｂに対して上記メイン通路６２ａからの作動油
を給排する第１通路６２ｂと第２通路６２ｃとがそれぞ
れ形成されている。そして、上記ロアハウジング５６に
変速制御部７０が設けられており、該ロアハウジング５
６の一部が変速制御部７０を構成する油圧コントロール
バルブ７１のバルブボディ７２とされていると共に、こ
のバルブボディ７２内に軸方向に移動可能にスリーブ７
３が挿通され、かつ該スリーブ７３内にスプール７４が
挿通されている。

【００３９】上記スリーブ７３には、上記メイン通路６
２ａに連通されたメインポート７３ａと第１、第２通路
６２ｂ，６２ｃに連通された第１、第２ポート７３ｂ，
７３ｃとがそれぞれ形成されていると共に、上記スプー
ル７４には、メインポート７３ａに連通する環状のグル
ーブ７４ａと、該グルーブ７４ａの左右に設けられて上
記第１、第２ポート７３ｂ，７３ｃをそれぞれ遮断する
ランド部７４ｂ，７４ｃとが形成されている。

【００４０】更に、上記オイルパン５ｄの側壁部５ｄ′
には変速アクチュエータとしてのステッピングモータ７
５が取り付けられていると共に、このステッピングモー
タ７５の回転軸７５ａには回転部材７６が固設されてお
り、この回転部材７６の先端に一体的に形成されたネジ
部７６ａには駆動部材７７が螺合されている。そして、
この駆動部材７７には、ピン部材７８が一体的に固着さ
れており、このピン部材７８の両端部が上記バルブボデ
ィ７２に形成された上下一対の溝部７２ａ，７２ａに係
止されており、上記ステッピングモータ７５の回転によ
り回転部材７６が回転すると共に、この回転に伴ってピ
ン部材７８により回転を規制された状態で駆動部材７７
が軸方向に移動され、これにより、スリーブ７３が移動
して、上記メインポート６２ａより第１もしくは第２供
給ポート６２ａ，６２ｂを介して上記各油圧シリンダ５
８に作動油が供給されることになる。

【００４１】また、上記スプール７４の端部と第１変速
ユニット３１を構成するトラニオン４９ｂと一体の軸部
材５１ｂの下端部との間には、フィードバック機構７９
が設けられており、このフィードバック機構７９は、上
記軸部材５１ｂの下端部に固設されて該軸部材５１ｂと
一体回転する傾斜面８０ａが形成されたプリセスカム８
０と、上記アッパハウジング５５の所定位置に回転自在
に設けられた回転軸８１に固定されて該軸８１を中心に
揺動可能とされ、かつ上記プリセスカム８０に先端が当
接する第１アーム８２ａと、同じく上記回転軸８１に固
定されて該軸８１を中心に揺動可能とされ、かつ上記ス
プール７４に形成されたスリット７４ｂに先端が係合さ
れた第２アーム８２ｂとを有する。

【００４２】なお、上記フィードバック機構７９におけ
る第１アーム８２ａをプリセスカム８０側に付勢する付
勢手段としての圧縮コイルスプリング８３が、上記駆動
部材７７とスプール７４の一端との間に装着されてい
る。

【００４３】さらに、図５に示すように、コントローラ
１００が備えられている。このコントローラ１００は、
車速の代表特性として出力ディスク３４の回転数を検出
する出力回転数センサ１０１からの信号、エンジン負荷
を代表するエンジンのスロットル開度を検出するスロッ
トルセンサ１０２からの信号、入力回転数としてのター
ビン回転数を検出するタービン回転センサ１０３からの
信号及びトラニオンの回転角を代表特性としてローラ３
５の傾転角を検出する傾転角センサ１０４からの信号を
入力する。そして、これらの信号に基づいてステッピン
グモータ７５を作動させることにより、運転状態に応じ
た変速制御を行うようになっている。なお、コントロー
ラ１００は上記第１、第２変速ユニット３１，３２に供
給される潤滑油量を調節する潤滑油制御弁９０の作動を
制御するようになっている。

【００４４】次に、本案の特徴部分である変速制御を説
明すると、この変速制御は例えば図６のフローチャート
に従って次のように行われる。

【００４５】すなわち、コントローラ１００はステップ
Ｓ１で各種信号を読み込んだ上で、ステップＳ２でスロ
ットル開度αの前回値と今回値から求めたスロットル変
化率△αが所定値α ₀よりも大きいか否かを判定する。
つまり、急激なアクセル操作が行われたか否かを判定す
るのである。

【００４６】コントローラ１００はスロットル変化率△
αが所定値α₀よりも大きくないと判定したときには、
ステップＳ３に進んで目標傾転角θの前回値と上記傾転
角センサ１０４からの信号が示す実傾転角θ^*との差分
△θ^*が所定の脱調判定値θ₀よりも大きいか否かを判定
する。つまり、ステッピングモータ７５の脱調により実
傾転角θ^*が目標傾転角θに対して許容誤差範囲を超え
て逸脱しているか否かを判定するのである。コントロー
ラ１００は、実傾転角θ^*と目標傾転角θとの差分△θ^*
が許容誤差範囲に含まれると判定したときには、ステッ
プＳ４でタービン回転センサ１０３及び出力回転数セン
サ１０１からの信号がそれぞれ示す実入力回転数Ｎ^* ₁か
ら実出力回転数Ｎ^* ₂を徐算して実変速比ｒ^*を算出する
一方において、ステップＳ５で傾転角θと変速比ｒとの
間に成立する次の関係式、ｒ＝ｆ（θ） …… に従って実傾転角θ^*から理論変速比ｒを算出する。そ
して、ステップＳ６で実変速比ｒ^*から理論変速比ｒを
差し引いた値が所定のスリップ判定値ｒ₀よりも大きい
か否かを判定して、上記値がスリップ判定値ｒ₀よりも
大きくないと判定したときにはステップＳ７に進んで目
標傾転角θを設定する。

【００４７】つまり、コントローラ１００は、図７に示
すように出力回転数とスロットル開度とをパラメータと
して設定した変速マップに、実出力回転数Ｎ^* ₂を照らし
合わせて現実のスロットル開度θに対応する目標入力回
転数Ｎ₁を設定する。そして、図８に示すように、予め
入力回転数をパラメータとして設定した目標傾転角のマ
ップに、上記の目標入力回転数Ｎ₁を照らし合わせて、
該目標入力回転数Ｎ₁に対応する目標傾転角θを読み出
すのである。

【００４８】次いで、コントローラ１００はステップＳ
８を実行して、目標傾転角θから実傾転角θ^*を減算し
て目標傾転角差△θを算出すると共に、図９に示すよう
に、傾転角をパラメータとして設定されたパルス数Ｐを
示すステッピングモータ７５の特性関数Ｆ（θ）に、上
記のようにして求めた目標傾転角差△θを当てはめて修
正パルス数△Ｐを演算する。そして、ステップＳ１０で
上記の修正パルス数△Ｐをステッピングモータ７５に出
力すると共に、ステップＳ１１で修正パルス数△Ｐを積
算パルス数Ｐに加算する。

【００４９】一方、コントローラ１００は上記のステッ
プＳ３において、目標傾転角θの前回値と実傾転角θ^*
との差分△θ^*が脱調判定値θ₀よりも大きいと判定した
ときには、ステップＳ１２に移って上記の特性関数Ｆ
（θ）に実傾転角θ^*を代入して、得られた値を積算パ
ルス数Ｐに置き換える。つまり、積算パルス数をローラ
３５，３５の実際の傾転角に対応するように補正するの
である。

【００５０】また、コントローラ１００は上記ステップ
Ｓ６において、実変速比ｒ^*から理論変速比ｒを差し引
いた値がスリップ判定値ｒ₀よりも大きいと判定したと
きには、ステップＳ１３で変速レンジを縮小すると共
に、ステップＳ１４で潤滑油量が増大するように潤滑油
制御弁９０を作動させる。

【００５１】なお、コントローラ１００は上記ステップ
Ｓ２においてスロットル変化率△αが所定値よりも大き
いと判定したときには、ステップＳ１５へ分岐して修正
パルス数△Ｐとして所定の修正パルス数△Ｐ₁をセット
して、該修正パルス数△Ｐをステッピングモータ７５に
出力するフィードフォワード制御を実行する。

【００５２】上記の構成によれば次のような作用が得ら
れる。

【００５３】すなわち、実出力回転数Ｎ^* ₂に基づいて設
定される目標傾転角θと、ステッピングモータ７５によ
って駆動されるローラ３５の傾転量を示す実傾転角θ^*
とが殆ど相違しなければ、両者の差に対応する修正パル
ス数△Ｐの駆動信号がステッピングモータ７５に出力さ
れ、それに伴って上記変速制御部７０の作動によりロー
ラ３５の傾転角が変化することになる。

【００５４】一方、上記実傾転角θ^*が目標傾転角θに
対して脱調判定値θ₀を超えるような変化を示すときに
は、積算パルス数Ｐが傾転角に対応して設定されたステ
ッピングモータ７５の特性関数Ｆ（θ）に実傾転角θ^*
を代入した値に補正される。これにより、ステッピング
モータ７５が脱調を生じたとしても、目標傾転角θを実
現するような適切な駆動パルスがステッピングモータ７
５に出力されることになる。その場合に、ステッピング
モータ７５によって駆動されるローラ３５の傾転角に基
づいてステッピングモータ７５の脱調を判定するように
なっているので、運転状態にかかわらず脱調判定動作を
常時行うことが可能となると共に、第１、第２変速ユニ
ット３１，３２のスリップ状態に影響されることなく確
実に脱調を判定することができる。

【００５５】また、実入力回転数Ｎ^* ₁と実出力回転数Ｎ
^* ₂とから計算される実変速比ｒ^*と、実傾転角θ^*から上
記関係式に従って理論的に計算される理論変速比ｒと
を比較することによって第１、第２変速ユニット３１，
３２のスリップ状態を検出するようになっているので、
これら変速ユニット３１，３２のスリップ状態が確実に
検出されることになる。

【００５６】そして、第１、第２変速ユニット３１，３
２のスリップ状態が検出されたときには、図１０の斜線
領域で示すように変速レンジが、正常時よりも縮小され
ることになるので第１、第２変速ユニット３１，３２に
過剰な負担がかかることがなく、これにより第１、第２
変速ユニット３１，３２の耐久性が向上することにな
る。

【００５７】その際に、第１、第２変速ユニット３１，
３２に対する潤滑油量が増量されることになるので、第
１、第２変速ユニット３１，３２を構成する入、出力デ
ィスク３３，３４とローラ３５との間の油膜切れが防止
されると共に、接触部分の異常加熱が防止されることに
なる。

【００５８】この実施例においては、ローラ３５を直接
的に傾動させるトラニオン４９ａの回転角を代表特性と
してローラ３５の傾転角を検出するようにしているが、
フィードバック機構７９を構成する回転軸８１の回転角
や、スリーブ７３の移動量、あるいはステッピングモー
タ７５の回転角をダイレクトに検出するようにしてもよ
い。

【００５９】また、実入力回転数Ｎ^* ₁と実傾転角θ^*と
により変速制御を行うと共に、これらの値から算出した
理論出力回転数Ｎ₂と実出力回転数Ｎ^* ₂とを比較してス
リップ状態を判定するようにしてもよく、あるいは実出
力回転数Ｎ^* ₂と実傾転角θ^*とにより変速制御を行うと
共に、これらの値から算出した理論入力回転数Ｎ₁と実
入力回転数Ｎ^* ₁とを比較してスリップ状態を判定するよ
うにしてもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、変速ユニ
ットを構成するローラの傾転角を検出すると共に、目標
傾転角の前回値と実際の傾転角とを比較することによ
り、変速アクチュエータの脱調を判定するようにしてい
るので、運転状態にかかわらず変速アクチュエータの脱
調が常時かつ確実に検出されることになる。

【００６１】そして、第２発明によれば、例えば変速ユ
ニットの入、出力回転数を検出してローラの傾転角（な
いしは傾転角と所定関係にある変速比）の推定値を演算
すると共に、この傾転角（ないしは変速比）の推定値と
実測値とを比較することにより変速ユニットのスリップ
状態を判定するようにしているので、変速ユニットのス
リップ状態と変速アクチュエータの脱調状態とが確実に
区別されて検出されることになって、それぞれに適した
対処が可能となる。

【００６２】また、第３発明によれば、変速ユニットの
スリップ状態が検出されたときには、変速領域が制限さ
れることになるので、変速ユニットの耐久性が向上する
ことになる。

【００６３】そして、第４発明によれば、変速アクチュ
エータの脱調状態が検出されたときには、現実の傾転角
と出力制御量とに応じて変速アクチュエータの制御特性
が補正されることになるので、変速制御が精度よく行わ
れることになる。

【００６４】さらに、第５発明によれば、変速アクチュ
エータとしてステッピングモータが使用されている場合
においても上記の作用が得られるので、ステッピングモ
ータの長所を有効に利用しつつトロイダル型無段変速機
の変速制御を良好に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る変速制御装置を備えたトロイダ
ル型無段変速機を含む車両の動力伝達系を示す全体概略
構成図である。

【図２】トロイダル型無段変速機の構成を示す拡大断
面図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線よりみたトロイダル型
無段変速機を構成する第１変速ユニットの断面図であ
る。

【図４】変速制御部周辺のの拡大断面図である。

【図５】無段変速機の制御システム図である。

【図６】コントローラが行う変速制御を示すフローチ
ャート図である。

【図７】変速制御に用いる変速マップを示す運転領域
図である。

【図８】入力回転数をパラメータとする目標傾転角の
マップである。

【図９】傾転角をパラメータとするステッピングモー
タの出力特性図である。

【図１０】スリップ判定時に採用される変速領域を示
す領域図である。

【符号の説明】

４出力軸３０トロイダル型無段変速機３１第１変速ユニット３２第２変速ユニット３３入力ディスク３４出力ディスク３５ローラ４９ａ，４９ｂトラニオン５８油圧シリンダ７５ステッピングモータ１００コントローラ１０１出力回転数センサ１０３タービン回転センサ１０４傾転角センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ１６Ｈ 63:06 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 61/00 - 61/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン出力が入力される入力ディスク
と、該入力ディスクと同軸上に対向配置された出力ディ
スクと、両ディスクに接触した状態で傾動可能に配置さ
れた複数のローラとで構成される変速ユニットを有し、
電気的に制御されて上記ローラの傾転角を変化させるこ
とにより上記変速ユニットを作動させて変速比を変化さ
せる変速アクチュエータを備えたトロイダル型無段変速
機の変速制御装置であって、上記ローラの傾転角を検出
する傾転角検出手段と、予め傾転角に対応する変速アク
チュエータの制御量の特性を記憶した制御特性記憶手段
と、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開
度検出手段と、該検出手段で検出されたスロットル開度
の前回値と今回値とから求めたスロットル変化率が所定
値よりも大きいか否かを判定する判定手段と、該判定手
段でスロットル変化率が所定値よりも大きくないと判定
されたときに、目標傾転角の前回値と上記傾転角検出手
段で検出された実傾転角との差分が所定の判定値よりも
大きいか否かを判定する変速アクチュエータの脱調判定
手段と、同じく上記判定手段でスロットル変化率が所定
値よりも大きくないと判定されたときに、上記変速ユニ
ットの入力回転数もしくは出力回転数のいずれかを検出
して、予め入力回転数もしくは出力回転数をパラメータ
として設定された特性に基づいて上記ローラの目標傾転
角を算出する目標傾転角算出手段と、算出された目標傾
転角が得られるように上記制御特性記憶手段に記憶され
た制御特性に従った制御信号を変速アクチュエータに出
力して変速動作を行わせる変速制御手段とが設けられて
いることを特徴とするトロイダル型無段変速機の変速制
御装置。
【請求項２】変速ユニットの入力回転数を検出する入
力回転数検出手段と、該変速ユニットの出力回転数を検
出する出力回転数検出手段と、これらの検出手段で検出
される入、出力回転数及び傾転角検出手段で検出される
ローラの傾転角のいずれか２つの実測値から残る１つの
推定値を演算する演算手段と、該演算手段で演算された
推定値と対応する実測値とを比較することにより上記変
速ユニットのスリップ状態を判定するスリップ状態判定
手段とが設けられていることを特徴とする請求項１に記
載のトロイダル型無段変速機の変速制御装置。
【請求項３】スリップ状態判定手段によって変速ユニ
ットのスリップ状態が判定されたときに変速領域を制限
する変速領域制限手段が設けられていることを特徴とす
る請求項２に記載のトロイダル型無段変速機の変速制御
装置。
【請求項４】脱調判定手段によって変速アクチュエー
タの脱調が判定されたときに、現実の傾転角と出力制御
量とに応じて変速アクチュエータの制御特性を補正する
制御特性補正手段が設けられていることを特徴とする請
求項１又は２に記載のトロイダル型無段変速機の変速制
御装置。
【請求項５】変速アクチュエータがパルス駆動される
ステッピングモータであることを特徴とする請求項１又
は２に記載のトロイダル型無段変速機の変速制御装置。