JP3427477B2 - トロイダル無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トロイダル無段変速機
の変速制御装置、特に高入力回転域での変速比制御安定
性を高めた変速フィードバック機構を有する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】無段変速機（以下、ＣＶＴ）は、変速比
を無段階に制御できるため、有段自動変速機に比べて変
速品質，燃費，動力性能の向上が可能である。トロイダ
ルＣＶＴは、ベルト式ＣＶＴに比べ大トルクエンジンに
適用可能であり、変速速度が速い等の特徴を持つが、反
面、変速比を安定させることが困難であるという特徴を
合わせ持っている。

【０００３】従来のトロイダルＣＶＴとしては、図９に
示すようなトロイダルＣＶＴが知られている（特開平５
−３９８４７号公報）。

【０００４】このトロイダルＣＶＴは、パワーローラを
傾転させることによって変速比を変える。ステップモー
タを回転させることによってスリーブが変位すると、一
方のサーボピストン室に作動油が導かれ、他方のサーボ
ピストン室から作動油が排出され、パワーローラの回転
中心がディスクの回転中心に対してオフセットする。こ
のオフセットによってパワーローラに傾転力が発生し、
傾転角が変化する。この傾転運動及びオフセットは、プ
リセスカム及びレバーを介して変速スプールに伝達さ
れ、ステップモータにより変位する変速スリーブとの釣
り合い位置で静止する。尚、ステップモータは目標変速
比が得られる駆動指令により変速スリーブを変位させ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記プ
リセスカム式変速フィードバック機構を有する従来のト
ロイダルＣＶＴにあっては、下記に詳述するように、入
力トルクにより加わる力でパワーローラの周辺部材にた
わみが生じる外乱により変速比指令に対して実際の変速
比がずれる『トルクシフト』という現象が出るし、高回
転域では制御安定性が悪化するという問題がある。

【０００６】図１０にプリセスカム式フィードバック制
御系をブロック線図であらわす。このブロック線図にし
たがって制御系を説明する。

【０００７】まず、変速比指令部材（変速スリーブ）の
変位Ｘｃとフィードバック用部材の変位Ｘfb（レバー作
用点変位）の差が変速制御弁のバルブ開度Ｘｖとなる。
ライン圧とサーボピストン圧の差圧等で変化するバルブ
流量ゲインＧvqで変速制御バルブ流量Ｑｖが発生する。
これが積分されてサーボピストンへ流入する体積とな
り、サーボピストン面積で決まるゲインＧspでサーボピ
ストン変位Ｙｓになる。この変位Ｙｓにパワーローラの
周辺部材にたわみが生じる外乱が加わりパワーローラ変
位Ｙｐになる。そして、ディスクの回転速度に比例し、
変速比等で影響を受けるゲインＧprでパワーローラ変位
Ｙｐに対応する傾転角速度θ’が発生する。この傾転角
速度θ’は積分されて傾転角度θになる。

【０００８】プリセスカムは、そのリードによるゲイン
Ｇpcにより傾転角度θを変位Ｙpcに変換すると共に、変
位Ｙpcとサーボピストン変位Ｙｓとたし合わせたレバー
力点変位Ｙleviとする。この変位Ｙleviをベルリンクの
ゲインＧlev でフィードバック用部材の変位Ｘfbに変換
する。

【０００９】この時、プリセスカムはサーボピストン変
位Ｙｓをフィードバックするだけで、真のパワーローラ
変位Ｙｐをフィードバックできないため、外乱相当分の
変位を打ち消すだけ変位Ｙpcが変化する傾転角度θにな
ってしまう。また、ゲインＧprがディスク回転速度に比
例して変化する。

【００１０】このため、ディスク回転速度が速くなる
と、サーボピストン変位Ｙｓによる傾転速度フィードバ
ックのゲインが変わらないのに傾転角フィードバック成
分Ｙpcが大きくなり、高回転域で安定性が悪化する。

【００１１】すなわち、従来のプリセスカム式フィード
バック制御では、制御系に減衰を与えるフィードバック
量として外乱やゲインＧprを含まないサーボピストン変
位Ｙｓをとっていることで、傾転角フィードバック成分
Ｙpcが、パワーローラの周辺部材のたわみ等による外乱
やディスクの回転速度に比例して変わるゲインＧprの影
響を受け、その結果、高回転域で制御が不安定となる。

【００１２】本発明は、上記課題に着目してなされたも
ので、第１の目的とするところは、パワーローラの傾転
状況を検知する変速フィードバック機構を有するトロイ
ダル無段変速機の変速制御装置において、制御系に減衰
を与えるフィードバック量として外乱を含むローラ傾転
角速度をとることで、外乱によるトルクシフトの発生を
防止し、高回転域での制御安定化を図ることにある。

【００１３】第２の目的とするところは、第１の目的に
加え、構造を簡単にしてローラ傾転角速度フィードバッ
クピストンの小型化を図ることにある。

【００１４】第３の目的とするところは、第１あるいは
第２の目的に加え、構造を簡単にして装置のコスト低減
を図ることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために第１の発明のトロイダル無段変速機の変速制御
装置では、図１のクレーム対応図に示すように、同軸上
に配置される入力ディスクａ及び出力ディスクｂと、前
記入出力ディスクａ，ｂ間に接して配置されるパワーロ
ーラｃと、前記パワーローラｃを回転軸を介して回転自
在に支持すると共に、部材自体の傾転軸方向変位により
傾転軸を中心として傾転するローラ支持部材ｄと、前記
パワーローラｃの回転中心を入出力ディスクａ，ｂの回
転中心からオフセットさせるように前記ローラ支持部材
ｄを傾転軸の軸方向に変位させる液圧アクチュエータｅ
と、目標とする変速比または入力回転に応じた状態量を
指令する変速指令機構ｆと、実際の変速比または入力回
転に応じた状態量をフィードバックする変速フィードバ
ック機構ｇと、前記変速指令機構ｆと前記変速フィード
バック機構ｇによる相対状態量に応じて前記液圧アクチ
ュエータｅへの制御液圧を作り出す変速制御弁ｈと、を
備えたトロイダル無段変速機の変速制御装置において、
前記変速フィードバック機構ｇを、前記ローラ支持部材
ｄに取り付けられ、ローラ支持部材ｄの傾転変位に伴っ
て変位するフィードバック部材ｉを有するローラ傾転角
度フィードバック機構とし、変速フィードバック系に、
前記ローラ支持部材ｄの傾転変位動作に対応して前記液
圧アクチュエータｅに作動液を供給するローラ傾転角速
度フィードバックピストンｊを設けたことを特徴とす
る。

【００１６】上記第２の目的を達成するために第２の発
明のトロイダル無段変速機の変速制御装置では、請求項
１記載のトロイダル無段変速機の変速制御装置におい
て、前記フィードバック部材ｉを、そのピン位置にロー
ラ支持部材ｄを連結したレバーとし、このレバーの途中
に前記変速制御弁ｈのスプールを接触させ、且つ、この
レバーの端部に前記ローラ傾転角速度フィードバックピ
ストンｊのピストンロッドを連結したことを特徴とす
る。

【００１７】上記第３の目的を達成するために第３の発
明のトロイダル無段変速機の変速制御装置では、請求項
１または請求項２記載のトロイダル無段変速機の変速制
御装置において、前記ローラ傾転角速度フィードバック
ピストンｊを、１ピストン・２シリンダ構造とし、変速
制御弁ｈと液圧アクチュエータｅとを接続する２つの油
路のそれぞれに２つのピストン室のそれぞれを連通させ
たことを特徴とする。

【００１８】

【作用】第１の発明の作用を説明する。

【００１９】変速比を変える時、変速指令機構ｆにおい
て、目標とする変速比または入力回転に応じた状態量が
指令され、変速フィードバック機構ｇにおいて、実際の
変速比または入力回転に応じた状態量がフィードバック
され、変速制御弁ｈにおいて、変速指令機構ｆと変速フ
ィードバック機構ｇによる相対状態量に応じて液圧アク
チュエータｅへの制御液圧が作り出される。つまり、変
速制御弁ｈから油路を介して液圧アクチュエータｅの一
方のサーボピストン室に作動油が導かれ、他方のサーボ
ピストン室から作動油が油路及び変速制御弁ｈを介して
排出される。よって、液圧アクチュエータｅにおいて発
生した差圧による力でローラ支持部材ｄが傾転軸方向に
変位し、パワーローラｃの回転中心が入出力ディスク
ａ，ｂの回転中心に対してオフセットする。このオフセ
ットによってパワーローラｃに傾転力が発生し、パワー
ローラｃの傾転角が変化し、変速比が変えられる。この
変速比制御作用で、ローラ支持部材ｄとパワーローラｃ
のオフセット移動は、液圧アクチュエータｅの差圧によ
る力とパワーローラｃが入出力ディスクａ，ｂから受け
る力がバランスするまで移動し、変速が完了すると、ロ
ーラ支持部材ｄは元の位置に戻る。

【００２０】このパワーローラｃの傾転角は、ローラ支
持部材ｄに取り付けられたフィードバック部材ｉが、ロ
ーラ支持部材ｄの傾転変位に伴って変位することで、こ
のフィードバック部材ｉを介して変速制御弁ｈにフィー
ドバックされる（傾転角度フィードバック作用）。

【００２１】また、この変速中、ローラ支持部材ｄの周
辺部材にたわみが生じる外乱や、入出力ディスクａ，ｂ
の回転速度に比例し変速比等に影響を受けるパワーロー
ラゲインの変化は、パワーローラｃの傾転角速度の変動
としてあらわれる。これに対し、ローラ傾転角速度フィ
ードバックピストンｊにおいて、ローラ支持部材ｄの傾
転変位動作に対応した流量の作動液を液圧アクチュエー
タｅに供給すると、傾転角速度が速まっている場合には
オフセット量を抑える方向に、また、傾転角速度が遅い
場合にはオフセット量を増す方向に液圧アクチュエータ
ｅを動作させることになり、フィードバック制御系に減
衰が与えられる。さらに、変速比を一定に維持している
時、外乱等によりパワーローラｃの傾転角が変わるよう
な場合にも同様に傾転角の変化を抑えるようにローラ傾
転角速度フィードバックピストンｊが液圧アクチュエー
タｅに作動液を供給することになる。つまり、ローラ傾
転角速度フィードバックピストンｊにより制御系に減衰
を与えるフィードバック量として外乱を含むローラ傾転
角速度をとることになり、外乱によるトルクシフトの発
生が防止され、ディスク高回転域での制御安定化が図ら
れる（傾転角速度フィードバック作用）。

【００２２】第２の発明の作用を説明する。

【００２３】変速制御を行なうにあたって、フィードバ
ック部材ｉを、そのピン位置にローラ支持部材ｄを連結
したレバーとし、このレバーの途中に変速制御弁ｈのス
プールを接触させたため、ローラ傾転角がスプール変位
（傾転角度フィードバック状態量）に変換され、上記傾
転角度フィードバック作用が行なわれる。

【００２４】また、フィードバック部材ｉであるレバー
の端部にローラ傾転角速度フィードバックピストンｊの
ピストンロッドを連結したため、レバー比により増幅さ
れたピストン変位速度により液圧アクチュエータｅに作
動液が供給され、上記傾転角速度フィードバック作用が
行なわれる。

【００２５】第３の発明の作用を説明する。

【００２６】ローラ傾転角速度フィードバックピストン
ｊを、１ピストン・２シリンダ構造とし、変速制御弁ｈ
と液圧アクチュエータｅとを接続する２つの油路のそれ
ぞれに２つのピストン室のそれぞれを連通させているた
め、前進での変速比制御に対し、後退時には変速指令機
構ｆにより与える状態量の方向を逆とすることで、液圧
アクチュエータｅの高圧側室と低圧側室が逆になり、パ
ワーローラｃのオフセット方向が変わり、前進と後退の
両方の制御を１つの変速制御弁ｈと１つのローラ傾転角
速度フィードバックピストンｊにより行なうことができ
る。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。

【００２８】まず、構成を説明する。

【００２９】［トロイダル無段変速機］図２は本発明に
係る実施例装置を適用し得るトロイダル変速機構を有す
るトロイダル無段変速機の基本構成を示す。

【００３０】図２の骨組図で伝動列を説明するに、図中
１０はトロイダル無段変速機を示し、図示しないエンジ
ンからの回転力がトルクコンバータ１２を介して無段変
速機１０に入力される。トルクコンバータ１２は、ポン
プインペラ１２ａ，タービンランナ１２ｂ，ステータ１
２ｃ，ロックアップクラッチ１２ｄ，アプライ側油室１
２ｅ及びリリース側油室１２ｆ等からなり、その中心部
をインプットシャフト１４が貫通している。

【００３１】インプットシャフト１４は、前後進切換機
構３６と連結され、該機構３６は、遊星歯車機構４２，
前進用クラッチ４４及び後進用ブレーキ４６等を備え
る。遊星歯車機構４２は、ダブルプラネタリギヤの夫々
と噛合するリングギヤ４２ｂ，サンギヤ４２ｃを有して
なる。

【００３２】インプットシャフト１４は、同軸上に配置
されるトルク伝達軸１６にその右端部を支持される。ト
ルク伝達軸１６上には、本例では、第１無段変速機構
（トロイダル変速機構）１８及び第２無段変速機構（ト
ロイダル変速機構）２０が変速機ケース２２内の下流側
にタンデム配置される（デュアルキャビティ型）。尚、
符号６４で示すベースに、コントロールバルブ系（図
３，４）のボディを配する。第１無段変速機構１８は、
対向面がトロイダル曲面に形成される一対の入力ディス
ク１８ａ，出力ディスク１８ｂと、これら入出力ディス
クの対向面間に摩擦接触されると共にトルク伝達軸１６
に関し対称配置される一対のパワーローラ１８ｃ，１８
ｄと、これらパワーローラを夫々傾転可能に支持する支
持機構及び油圧アクチュエータとしてのサーボピストン
（図４参照）を備える。第２無段変速機構２０も同様、
対向面がトロイダル曲面の入出力ディスク２０ａ，２０
ｂ、一対のパワーローラ２０ｃ，２０ｄ，及びその支持
機構並びにサーボピストン（図４参照）を備える。

【００３３】トルク伝達軸１６上において無段変速機構
１８，２０は、出力ディスク１８ｂ，２０ｂが対向する
よう互いに逆向きに配置され、第１無段変速機構１８の
入力ディスク１８ａは、トルクコンバータ１２を経た入
力トルクに応じた押圧力を発生するローディングカム装
置３４によって図中軸方向右側向かって押圧される。装
置３４は、ローディングカム３４ａを有し、スラストベ
アリング３８を介し軸１６に支持される。第２無段変速
機構２０の入力ディスク２０ａは、皿ばね４０により図
中軸方向左側に向かって押圧付勢されている。各入力デ
ィスク１８ａ，２０ａは、ボールスプライン２４，２６
を介して伝達軸１６に回転可能かつ軸方向に移動可能に
支持される。上記機構において、各パワーローラは後述
する作動により変速比に応じた傾転角が得られるよう夫
々傾転され、入力ディスクの入力回転を無段階（連続
的）に変速して出力ディスクに伝達する。

【００３４】出力ディスク１８ｂ，２０ｂは、トルク伝
達軸１６上に相対回転可能に嵌合された出力ギヤ２８と
スプライン結合され、伝達トルクは該出力ギヤ２８を介
し、出力軸（カウンタシャフト）３０に結合したギヤ３
０ａに伝達され、これらギヤ２８，３０ａはトルク伝達
機構３２を構成する。また、出力軸３０上に設けたギヤ
５２と、出力軸５０上に設けたギヤ５６と、これらに夫
々噛合するアイドラギヤ５４とよりなる伝達機構４８を
設け、出力軸５０はこれをプロペラシャフト６０に連結
するものとする。

【００３５】［変速制御油圧回路］図３〜図６は上記ト
ロイダル無段変速機の変速制御油圧系の回路図を示す。
ここに、図３〜図５はコントロールバルブ系を、図６は
サーボ系を夫々示すものであるが、これらにおいて図中
に付した参照符号と(イ) 〜(ヨ) は、該当する図相互にお
いて同一符号箇所が回路上接続されるものであることを
意味する。

【００３６】＊コントロールバルブ系 図３〜図５において、コントロールバルブ系油圧制御回
路は、変速制御弁７０及び正逆切換弁８１（図５）を有
すると共に、プレッシャレギュレータ弁（ライン圧調圧
弁）８２，マニュアル弁８３，ロックアップコントロー
ル弁８４，リリーフ弁８５，アキュムレータコントロー
ル弁８６，前進用クラッチアキュムレータ８７及び後進
用ブレーキアキュムレータ８８（各図３）を有し、ま
た、一定圧調圧弁８９，プレッシャモデファイヤ弁９
０，アキュムレータ９１，９２、ロックアップソレノイ
ド９３，及びライン圧ソレノイド９４（各図４）などを
有する。これらは、図３〜５に示す如くに接続されると
共に、エンジン駆動されるオイルポンプ(O/P) ９５，オ
イルポンプ容量制御室（(O/P CONT)９６、前記した前進
用クラッチ(F/C) ４４及び後進用ブレーキ(R/B) ４６並
びにトルクコンバータ１２のアプライ側油室１２ｅ及び
レリース側油室１２ｆ、さらには潤滑回路９７、オイル
クーラ９８等とも図示のように接続される。ここに、オ
イルポンプ９５としては、可変容量ベーンポンプとす
る。該ポンプ９５では、偏心量をそのカムリングに作用
する圧力が高くなる時減じられて容量が小さくなるよう
に容量制御される。

【００３７】前記変速制御弁７０は、これに対し変速比
を指令する電気信号に応じて作動するステップモータ７
１を設け、制御弁７０は、前進時、該ステップモータ７
１の作動に応じて、第１，第２無段変速機構１８，２０
の油圧サーボ装置における各シリンダ１００のハイ側油
室１０１及びロー側油室１０２へ対する油圧の配分の調
整をなし、所定の変速比を実現するものとなす。

【００３８】変速制御弁７０は、このため、ステップモ
ータ７１によってピニオン７１ａ及びラック７２ａを介
して軸方向に駆動される変速比指令部材７２を有すると
共に、スリーブ７３ａ、該スリーブの内径部に嵌め合わ
されるスプール７３ｂ、該スプール７３ｂを図４中下方
に押すばね７３ｃ，及びスリーブ７３ａとスリーブ７３
ａとスプール７３ｂとの間に介挿したばね７３ｄを有す
る構成とする。

【００３９】変速比指令部材７２とスリーブ７３ａとの
連結は、具体的には、ピン７３ｅによる連結によって行
うことができるが、この場合、変速比指令部材７２側に
固定されたピン７３ｅをスリーブ７３ａ側の軸直交方向
に長い長孔に嵌め合わせることによってこれを行う。

【００４０】スリーブ及びスプール弁側に関し、変速制
御弁７０は、更にポート７３ｆ〜７３ｈを設ける。ポー
ト７３ｆは、これを前記油路１５０と接続し、変速制御
弁７０に供給する油圧として該油路のライン圧を用い、
これを変速制御圧力とする。ポート７３ｇ及びポート７
３ｈには、夫々油路１７４，１７５を接続し、これら油
路は、正逆切換弁８１を介しその前進時切換状態におい
ては、油路１７４を各シリンダ１００のハイ側油室１０
１への油路１７６に、油路１７５を各シリンダ１００の
ロー側油室１０２への油路１７７に、夫々通じるものと
する。ここに、変速制御弁７０は、変速制御時、スリー
ブ７３ａに対するスプール７３ｂ位置の相対関係に応
じ、油路１７４，１７５に差圧を生じさせるように（従
って、油路１７６，１７７を通じてシリンダ１００の両
側の２つの油圧室間に油圧差を生じさせるように）作動
するものであるが、この場合のスリーブ及びスプール弁
部分については、オーバーラップ弁とされる。

【００４１】上記スプール７３ｂは、後述する油圧サー
ボ装置の変速フィードバック機構のレバー１２１を介し
てばね７３ｃによって押し付けられ、該レバー１２１の
一端側はピン１２２によりレバー１２１を揺動可能に支
持し、レバー１２１の他端側は長穴１２３によりピスト
ンロッド１２４の先端ピン１２５に対し連結されてい
る。ここに、レバー１２１のピン１２２は、ローラ支持
部材の１つに連結され、ローラ支持部材１０５の動きを
フィードバックして揺動し、スプール７３ｂはレバー１
２１の揺動に応じて軸方向にストロークせしめられる。
スプール７３ｂは、スリーブ７３ａとの関係において
は、変速比一定状態では常にスリーブ７３ａに対して所
定の軸方向位置にあり、油路１７４及び油路１７５に所
定の圧力差の油圧を供給し、又、変速状態ではその位置
に応じて油路１５０から供給されるライン圧を変速制御
圧として油路１７４，１７５に配分して、両油路の圧力
差を変化させる。

【００４２】前記正逆切換弁８１は、前進，後進時の油
圧サーボ装置への作動油圧の供給の切換を行う弁で、ば
ね８１ａにより図中下方に付勢されるスプール８１ｂを
備え、該スプールを前後進検出部材７７により図中左半
部位置と右半部位置とに切換えることによって、前進時
と後進時との油圧サーボ装置の作動状態を逆転するのに
用いられる。前後進検出部材７７は、前進時と後進時と
を識別して傾転し、図中反時計方向に傾転した位置（前
進時位置）と、時計方向に傾転した位置（後進時位置）
との２位置に切換わる。正逆切換弁８１のポート８１ｃ
〜８１ｈは、夫々図示の如く、前記油路１７４，１７
５，１７６，１７７と接続する。

【００４３】尚、変速制御弁７０及び正逆切換弁８１を
除くコントロールバルブ系の要素については、特開平５
−３９８４７号公報に記載されている構成と同じである
ので、同公報と同じ図面番号を付すことで各構成の説明
を省略する。

【００４４】＊サーボ系 図６は第１無段変速機構１８及び第２無段変速機構２０
のサーボ系油圧制御回路で、コントロールバルブ系で作
り出された油圧を、変速油圧サーボ装置の各シリンダ１
００（液圧アクチュエータに相当）におけるシリンダ
室、即ちハイ（変速比小）側油室１０１及びロー（変速
比大）側油室１０２に導いて上記変速を実現する。

【００４５】第１無段変速機構１８のパワーローラ１８
ｃ，１８ｄを夫々回転可能に支持するローラ支持部材１
０４，１０５は、これの軸を中心として傾転可能かつ傾
転軸方向に移動可能に支持される。ローラ支持部材１０
４，１０５には、夫々各シリンダ１００のピストン１０
６，１０７が連結されており、ピストン１０６，１０７
の上下（図６中では左右各側）に、夫々先に触れたハイ
側油室１０１及びロー側油室１０２を画成する。ここ
に、パワーローラ１８ｃ側とパワーローラ１８ｄ側とで
は、互いにハイ側油室及びロー側油室との関係は逆であ
って、パワーローラ１８ｃ側のシリンダ１０では上側
（図６中右側）にハイ側油室１０１，下側（同左側）に
ロー側油圧室１０２が、またパワーローラ１８ｄ側のシ
リンダでは、逆に、下側（図６中左側）にハイ側油室１
０１、上側（同右側）にロー側油室１０２が形成されて
いる。パワーローラ１８ｃ，１８ｄの入出力ディスクと
の接触位置半径を変えて変速比を変化させる場合に、各
シリンダの油室に作用する油圧によりピストン１０６と
ピストン１０７は互いに逆方向に上下動可能であり、ロ
ー側油室１０２の油圧を相対的に上昇させると減速側へ
の変速を行う。その後、変速比が目標値に近づくと、ハ
イ側油室１０１の油圧が上昇しロー側油室１０２とハイ
側油室１０１との油圧差が小さくなる。それに伴い変速
速度は遅くなり、変速を終了する。

【００４６】第２無段変速機構２０についても基本的に
は同様の構成であって、ローラ支持部材１１４，１１５
に夫々連結のピストン１１６，１１７の両側にハイ側油
室１０１及びロー側油室１０２を有しており、ロー側油
室１０２の油圧を相対的に上昇させると変速側への変速
を行う。その後、変速比が目標値に近づくとハイ側油室
１０１の油圧が上昇しロー側油室１０２とハイ側油室１
０１との油圧差が小さくなる。それに伴ない変速速度は
遅くなり変速を終了する。

【００４７】［フィードバック機構］前記パワーローラ
１８ｃ，１８ｄ及び２０ｃ，２０ｄの傾転角度を検知
し、これを変速制御弁７０にフィードバックするローラ
傾転角度フィードバック機構は、図５に示すように、ピ
ン１２２を中心に揺動し変速制御弁７０のスプール７３
ｂに対し軸方向にストロークさせるレバー１２１により
構成され、前記ピン１２２をローラ支持部材の１つに連
結し、ローラ傾転角度をレバー１２１に伝える。そし
て、この変速フィードバック系には、ローラ傾転角速度
フィードバックピストン１２０が設けられている。この
ピストン１２０は、変速制御弁７０と前記各シリンダ１
００のハイ側油室１０１及びロー側油室１０２とを正逆
切換弁８１を介して接続する油路１７４，１７５にそれ
ぞれ連通するピストン室１２６，１２７と、該ピストン
室１２６，１２７を画成するピストン１２８に一端が連
結されるピストンロッド１２４と、該ピストンロッド１
２４とレバー１２１とを連結する先端ピン１２５を有す
る。

【００４８】次に、作用を説明する。

【００４９】［変速比制御作用］前後進切換機構３６の
前進用クラッチ４４が締結された前進状態では、前後進
検出部材７７は図中反時計方向に傾転した状態にあり、
正逆切換弁８１のスプール８１ａは図中左半部位置に示
す状態にある。かかる状態では、変速制御弁７０からの
油路１７４，１７５が油路１７６，１７７に通じ、油圧
シリンダ装置のシリンダ１００のハイ側油室１０１とロ
ー側油室１０２の油圧制御弁７０によって制御される。
変速制御弁７０の図中左半部位置の状態はハイ（変速比
小）側の状態を、また右半部位置の状態はロー（変速比
大）側の状態を夫々示すが、変速制御にあたり、ステッ
プモータ７１を作動させて変速比指令部材７２を所定位
置に移動させると、これに応じてスリーブ７３ａが移動
する。

【００５０】この時、スプール７３ｂは直ちに移動しな
いので、スプール７３ｂとスリーブ７３ａとの相対関係
が変化し、油路１７４と油路１７５との差圧が変化し、
第１無段変速機構１８のピストン１０６とピストン１０
７とを互いに逆方向に移動させ、同様に第２無段変速機
構２０側においてもピストン１１６，１１７を差圧の方
向に応じて互いに逆方向に移動させる。各シリンダ１０
０のピストンが移動すると、これに伴ってパワーローラ
１８ｃ，１８ｄ及び２０ｃ，２０ｄに作用する接線方向
の力の向きが変わり、各ローラ支持部材１０４，１０５
及び１１４，１１５が夫々の回転軸部を中心として回転
し、パワーローラ１８ｃ，１８ｄの入力ディスク１８ｄ
及び出力ディスク１８ｂとの接触位置半径、パワーロー
ラ２０ｃ，２０ｄの入力ディスク２０ａ及び出力ディス
ク２０ｂの接触位置半径が、夫々変化し、パワーローラ
１８ｃ，１８ｄ及び２０ｃ，２０ｄのこのような傾転運
動（首振り運動）により変速が行われることになる。

【００５１】変速は、上記のように変速比指令部材７２
と一体のスリーブ７２ａの移動により変速制御圧（油路
１５０のライン圧）を配分して油路１７４，１７５の圧
力差を変化させ、ピストンの上下動でパワーローラの回
転中心を入出力ディスクの回転中心とをずらす（オフセ
ット）ことによって行うが、この場合の傾転角度がレバ
ー１２１を介して変速制御弁７０のスプール７３ｂにフ
ィードバックされ、該スプール７３ｂは前記変速比指令
部材７２の変速比指令に応じたスリーブ７２ａの変位に
追従し、これに対して元の相対位置に戻る。これによ
り、油路１７４と油路１７５との差圧は、指定された変
速比を維持する状態で安定する。変速制御弁７０は、か
くして基本的には、実変速比が目標変速比になるようフ
ィードバック制御をし、パワーローラは変速比指令に対
応した傾転状態となったところで、オフセットを０とさ
れ指定の変速比を保つことができる。

【００５２】［フィードバック制御作用］図７に本発明
のレバーピストン式フィードバック制御系をブロック線
図であらわす。このブロック線図にしたがって制御系を
説明する。

【００５３】まず、変速比指令部材（変速スリーブ）の
変位Ｘｃとフィードバック用部材の変位Ｘfb（レバー作
用点変位）の差が変速制御弁のバルブ開度Ｘｖとなる。
ライン圧とサーボピストン圧の差圧等で変化するバルブ
流量ゲインＧvqで変速制御バルブ流量Ｑｖが発生する。
これが積分されてサーボピストンへ流入する体積とな
り、サーボピストン面積で決まるゲインＧspでサーボピ
ストン変位Ｙｓになる。この変位Ｙｓにパワーローラの
周辺部材にたわみが生じる外乱が加わりパワーローラ変
位Ｙｐになる。そして、ディスクの回転速度に比例し、
変速比等で影響を受けるゲインＧprでパワーローラ変位
Ｙｐに対応する傾転角速度θ’が発生する。この傾転角
速度θ’は積分されて傾転角度θになる。

【００５４】そして、パワーローラの傾転角度θは、レ
バー１２１のレバー比等により決まるレバーゲインＧle
v で変位Ｘfb（レバー作用点変位）に変換され、変速制
御弁７０にフィードバックされる。つまり、ローラ支持
部材のローラ傾転角度θがレバー１２１を介して変速制
御弁７０のスプール７３ｂに作用し、スプール７３ｂを
変位させる。

【００５５】一方、パワーローラの傾転角速度θ’は、
ローラ傾転角速度フィードバックピストン１２０のシリ
ンダ容積やピストンストロークで決まるレバーピストン
ゲインＧlpでピストン室からの流量Ｑlpに変換され、サ
ーボピストン室への流量Ｑspを調整するようにフィード
バックされる。つまり、外乱の入力やパワーローラゲイ
ンＧprの変化により傾転角速度θ’が変動した場合、こ
の変動によりレバー１２１を介してピストン１２８を変
位させ、傾転角速度θ’の変動に応じて油路１７４，１
７５に作動液の流量を発生させる。この結果、パワーロ
ーラの傾転角速度θ’に相当するサーボピストン室の圧
力差変動が作動液の受け渡しにより小さく抑えられ、変
速比変化に減衰が与えられる。

【００５６】次に、効果を説明する。

【００５７】（１）フィードバック制御系に、変速制御
弁７０と各シリンダ１００とを接続する油路１７４，１
７５に連通するピストン室１２６，１２７と、ピストン
室１２６，１２７を画成するピストン１２８に一端が連
結され他端がレバー１２１に連結されるピストンロッド
１２４とを有するローラ傾転角速度フィードバックピス
トン１２０を設けたため、制御系に減衰を与えるフィー
ドバック量として外乱を含むローラ傾転角速度θ’をと
ることで、外乱によるトルクシフトの発生を防止し、高
回転域での制御安定化を図ることができる。

【００５８】すなわち、レバーピストン式フィードバッ
ク制御は、図７に示すように、制御系に減衰を与えるフ
ィードバック量として外乱やゲインＧprを含む傾転角速
度θ’をとり、この傾転角速度フィードバックループを
内側とし傾転角度フィードバックループを外側とする二
重ループフィードバック制御系を構成していることで、
傾転角フィードバック成分Ｘfbからパワーローラの周辺
部材のたわみ等による外乱の影響が排除され、外乱によ
るトルクシフトの発生が防止される。また、傾転角速度
フィードバックループに存在するパワーローラのゲイン
Ｇprは、ディスクが高回転であるほど大きくなるため、
ディスクが高回転ほどより制御の安定性を高めるように
減衰（フィードバック流量）が高応答で与えられること
になる。

【００５９】（２）傾転角のフィードバック部材を、そ
のピン位置にローラ支持部材を連結したレバー１２１と
し、このレバー１２１の途中に変速制御弁７０のスプー
ル７３ｂを接触させ、且つ、このレバー１２１の端部に
ローラ傾転角速度フィードバックピストン１２０のピス
トンロッド１２４を連結したため、傾転角度と傾転角速
度のフィードバック機構でレバー１２１の共用化により
構造を簡単にし、レバー比による増幅作用でローラ傾転
角速度フィードバックピストン１２０の小型化を図るこ
とができる。

【００６０】（３）２つの油路１７４，１７５のそれぞ
れに連通するピストン室１２６，１２７を有するローラ
傾転角速度フィードバックピストン１２０としたため、
このローラ傾転角速度フィードバックピストン１２０と
変速制御弁７０により前進と後退の制御が共に行なえ、
従来例の後退用制御系（後退用変速制御弁８０，プリセ
スカム７６，リンク７５等）を廃止でき、さらに、複雑
な形をした前進用と後退用の２つのプリセスカムも廃止
でき、構造が簡単でコスト的に有利になる。

【００６１】以上、本発明の実施例を図面により詳述し
てきたが、具体的な構成については本発明の要旨を逸脱
しない限り変更等が許される。

【００６２】例えば、実施例では、変速フィードバック
機構としてローラ傾転角度のみをフィードバックするレ
バー機構の例を示したが、従来例のように傾転角度とサ
ーボピストン変位をフィードバックするプリセスカム式
のものを用い、これにローラ傾転角速度フィードバック
ピストンを追加したシステムも含まれる。この場合、低
回転域ではプリセスカムにより減衰を与え、高回転域で
はピストンにより減衰を与えるようにすることで、低〜
高の全ての回転域で安定した減衰を与えることが可能と
なる。

【００６３】実施例では、変速指令機構と変速制御弁と
変速フィードバック機構とを一体化した構造のものを示
したが、図８に示すように、変速指令機構２００と変速
制御弁２０１と変速フィードバック機構２０２を別体と
し、変速制御弁２０１のスプールに対し変速指令力と変
速フィードバック圧を付与する構造としてもよい。

【００６４】実施例では、ローラ傾転角速度フィードバ
ックピストンを、２つのフィードバックピストン室を有
する両ロッドピストン構造としたが、片ロッドピストン
構造としてもよい。また、この場合には前進制御系と後
退制御系のそれぞれにローラ傾転角速度フィードバック
ピストンを設ける。

【００６５】

【発明の効果】請求項１記載の第１の発明にあっては、
パワーローラの傾転状況を検知する変速フィードバック
機構を有するトロイダル無段変速機の変速制御装置にお
いて、変速フィードバック機構を、少なくとも傾転角度
を変速制御弁にフィードバックする機構とし、これにロ
ーラ支持部材の傾転変位動作に対応して液圧アクチュエ
ータに作動液を供給するローラ傾転角速度フィードバッ
クピストンを設けたため、制御系に減衰を与えるフィー
ドバック量として外乱を含むローラ傾転角速度をとるこ
とで、外乱によるトルクシフトの発生を防止し、高回転
域での制御安定化を図ることができるという効果が得ら
れる。

【００６６】請求項２記載の第２の発明にあっては、請
求項１記載のトロイダル無段変速機の変速制御装置にお
いて、請求項１記載のトロイダル無段変速機の変速制御
装置において、フィードバック部材を、そのピン位置に
ローラ支持部材を連結したレバーとし、このレバーの途
中に変速制御弁のスプールを接触させ、且つ、このレバ
ーの端部にローラ傾転角速度フィードバックピストンの
ピストンロッドを連結したため、上記効果に加え、構造
を簡単にしてローラ傾転角速度フィードバックピストン
の小型化を図ることができるという効果が得られる。

【００６７】請求項３記載の第３の発明にあっては、請
求項１または請求項２記載のトロイダル無段変速機の変
速制御装置において、変速フィードバック機構を、前進
用にも後退用にも共に使える１ピストン・２シリンダ構
造としたため、上記効果に加え、構造を簡単にして装置
のコスト低減を図ることができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトロイダル無段変速機の変速制御装置
を示すクレーム対応図である。

【図２】本発明の実施例に係る変速制御装置を備えたト
ロイダル無段変速機の基本構成の一例を示す骨組図であ
る。

【図３】実施例装置の第１のコントロール系変速制御回
路図である。

【図４】実施例装置の第２のコントロール系変速制御回
路図である。

【図５】実施例装置のローラ傾転角速度フィードバック
ピストンを含む第３のコントロール系変速制御回路図で
ある。

【図６】実施例装置のサーボ系油圧制御回路を示す図で
ある。

【図７】本発明のレバーピストン式フィードバック制御
系を示すブロック線図である。

【図８】他の実施例に係る変速制御装置の要部概略図で
ある。

【図９】従来のプリセスカム式変速フィードバック機構
を有するトロイダル無段変速機の変速制御装置を示す図
である。

【図１０】従来のプリセスカム式フィードバック制御系
を示すブロック線図である。

【符号の説明】

ａ 入力ディスク ｂ 出力ディスク ｃ パワーローラ ｄ ローラ支持部材 ｅ 液圧アクチュエータ ｆ 変速指令機構 ｇ 変速フィードバック機構 ｈ 変速制御弁 ｉ フィードバック部材（レバー） ｊ ローラ傾転角速度フィードバックピストン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 15/38 F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同軸上に配置される入力ディスク及び出
   力ディスクと、 前記入出力ディスク間に接して配置されるパワーローラ
   と、 前記パワーローラを回転軸を介して回転自在に支持する
   と共に、部材自体の傾転軸方向変位により傾転軸を中心
   として傾転するローラ支持部材と、 前記パワーローラの回転中心を入出力ディスクの回転中
   心からオフセットさせるように前記ローラ支持部材を傾
   転軸の軸方向に変位させる液圧アクチュエータと、 目標とする変速比または入力回転に応じた状態量を指令
   する変速指令機構と、 実際の変速比または入力回転に応じた状態量をフィード
   バックする変速フィードバック機構と、 前記変速指令機構と前記変速フィードバック機構による
   相対状態量に応じて前記液圧アクチュエータへの制御液
   圧を作り出す変速制御弁と、 を備えたトロイダル無段変速機の変速制御装置におい
   て、 前記変速フィードバック機構を、前記ローラ支持部材に
   取り付けられ、ローラ支持部材の傾転変位に伴って変位
   するフィードバック部材を有するローラ傾転角度フィー
   ドバック機構とし、 変速フィードバック系に、前記ローラ支持部材の傾転変
   位動作に対応して前記液圧アクチュエータに作動液を供
   給するローラ傾転角速度フィードバックピストンを設け
   たことを特徴とするトロイダル無段変速機の変速制御装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のトロイダル無段変速機の
   変速制御装置において、 前記フィードバック部材を、そのピン位置にローラ支持
   部材を連結したレバーとし、 このレバーの途中に前記変速制御弁のスプールを接触さ
   せ、且つ、このレバーの端部に前記ローラ傾転角速度フ
   ィードバックピストンのピストンロッドを連結したこと
   を特徴とするトロイダル無段変速機の変速制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載のトロイダ
   ル無段変速機の変速制御装置において、 前記ローラ傾転角速度フィードバックピストンを、１ピ
   ストン・２シリンダ構造とし、変速制御弁と液圧アクチ
   ュエータとを接続する２つの油路のそれぞれに２つのピ
   ストン室のそれぞれを連通させたことを特徴とするトロ
   イダル無段変速機の変速制御装置。