JP3535302B2 - トロイダル式無段変速機の制御装置 - Google Patents
トロイダル式無段変速機の制御装置Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H15/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
- F16H15/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
- F16H15/04—Gearings providing a continuous range of gear ratios
- F16H15/06—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B
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- F16H15/36—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface
- F16H15/38—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces
- F16H2015/383—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces with two or more sets of toroid gearings arranged in parallel
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- F16H—GEARING
- F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
- F16H59/68—Inputs being a function of gearing status
- F16H59/72—Inputs being a function of gearing status dependent on oil characteristics, e.g. temperature, viscosity
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力ディスクと出
力ディスクを連絡する摩擦ローラの傾き角度を調整して
トロイダル式無段変速機の変速比を無段階に変化させる
トロイダル式無段変速機の制御装置に関する。
力ディスクを連絡する摩擦ローラの傾き角度を調整して
トロイダル式無段変速機の変速比を無段階に変化させる
トロイダル式無段変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】トロイダル式無段変速機は、遊星歯車装
置を用いて段階的な変速比を形成する従来の自動変速機
とは異なり、エンジン出力を無段階に変速して変速比を
連続的に変化させる。トロイダル式無段変速機は、表面
に油膜を形成して対向する入力ディスクと出力ディスク
のトロイダル面が摩擦ローラによって連絡されており、
２つの転動体が高圧下のごく薄い油膜層を介して動力伝
達するいわゆるトラクション伝導を行う。トロイダル式
無段変速機は、摩擦ローラの傾き角度を調整して入力デ
ィスクと出力ディスクの摩擦ローラ接触部の直径比を変
化させることにより、変速比を無段階に設定可能であ
る。
置を用いて段階的な変速比を形成する従来の自動変速機
とは異なり、エンジン出力を無段階に変速して変速比を
連続的に変化させる。トロイダル式無段変速機は、表面
に油膜を形成して対向する入力ディスクと出力ディスク
のトロイダル面が摩擦ローラによって連絡されており、
２つの転動体が高圧下のごく薄い油膜層を介して動力伝
達するいわゆるトラクション伝導を行う。トロイダル式
無段変速機は、摩擦ローラの傾き角度を調整して入力デ
ィスクと出力ディスクの摩擦ローラ接触部の直径比を変
化させることにより、変速比を無段階に設定可能であ
る。
【０００３】トロイダル式無段変速機における変速比の
制御方法が、特開平１−２９５０７０号公報に示され
る。ここでは、トランスミッションケースの上下で支持
された枠構造の側面側に一対の摩擦ローラが回転および
首振り運動可能に支持される。摩擦ローラの回転軸は枠
構造に偏心支持されており、枠構造に対する上下方向の
付勢力の増減に対応して摩擦ローラの傾き角度が調整さ
れる。
制御方法が、特開平１−２９５０７０号公報に示され
る。ここでは、トランスミッションケースの上下で支持
された枠構造の側面側に一対の摩擦ローラが回転および
首振り運動可能に支持される。摩擦ローラの回転軸は枠
構造に偏心支持されており、枠構造に対する上下方向の
付勢力の増減に対応して摩擦ローラの傾き角度が調整さ
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】トロイダル式無段変速
機は、トロイダル面と摩擦ローラの間でごく薄い油膜を
介して動力伝達を行うから、伝達トルクが増大して油膜
にその強度を越えた過剰な剪断力が作用すると、油膜が
破壊されて正常な動力伝達状態が損なわれ、トロイダル
面に摩擦ローラの表面が直接に接触してしまう。トロイ
ダル面や摩擦ローラの表面は、ごく薄い油膜が安定に保
持されるように精密な鏡面状態に仕上げられているか
ら、両者の素材の直接の接触によって表面状態が荒れる
と油膜の保持が不安定になって、トロイダル式無段変速
機の動力伝達能力が損なわれたり、摩擦ローラの傾き角
度の調整が連続的かつ円滑に実行できなくなる。
機は、トロイダル面と摩擦ローラの間でごく薄い油膜を
介して動力伝達を行うから、伝達トルクが増大して油膜
にその強度を越えた過剰な剪断力が作用すると、油膜が
破壊されて正常な動力伝達状態が損なわれ、トロイダル
面に摩擦ローラの表面が直接に接触してしまう。トロイ
ダル面や摩擦ローラの表面は、ごく薄い油膜が安定に保
持されるように精密な鏡面状態に仕上げられているか
ら、両者の素材の直接の接触によって表面状態が荒れる
と油膜の保持が不安定になって、トロイダル式無段変速
機の動力伝達能力が損なわれたり、摩擦ローラの傾き角
度の調整が連続的かつ円滑に実行できなくなる。
【０００５】トロイダル式無段変速機では、入力ディス
クと出力ディスクを小口径化すると摩擦ローラの接触部
の回転半径が小さくなり、同じ伝達トルクでも大きな剪
断力が油膜に作用する。従って、使用されるオイル（ト
ラクションオイル）の性能や性質によって入力ディスク
と出力ディスクの寸法が決定されていた。例えば、摩擦
ローラの傾き角度の上限と下限における接触部の最小の
回転半径でもエンジンの最大出力トルクに対応する剪断
力が油膜の強度を越えないように、入力ディスクと出力
ディスクのトロイダル面の底の直径を定めていた。
クと出力ディスクを小口径化すると摩擦ローラの接触部
の回転半径が小さくなり、同じ伝達トルクでも大きな剪
断力が油膜に作用する。従って、使用されるオイル（ト
ラクションオイル）の性能や性質によって入力ディスク
と出力ディスクの寸法が決定されていた。例えば、摩擦
ローラの傾き角度の上限と下限における接触部の最小の
回転半径でもエンジンの最大出力トルクに対応する剪断
力が油膜の強度を越えないように、入力ディスクと出力
ディスクのトロイダル面の底の直径を定めていた。
【０００６】そこで、油膜の強度が高いオイルを用いれ
ば、入力ディスクと出力ディスクの直径を小さくしてト
ロイダル式無段変速機を小型軽量に構成できる。しか
し、一般に油膜の強度が高いオイルは高粘度であり、流
動性が不足して油圧を高めないと正常な循環状態を確保
できず、機構からの分離回収が不安定になり易く、混じ
った気泡の除去も容易でない。従って、オイルポンプに
空気が吸入されて油圧制御系の動作を不安定にする可能
性が高い。一方、低粘度のオイルは、流動性に富むた
め、油圧制御系を効率高く安定して動作させ得るが、油
膜強度が劣るため、入力ディスクと出力ディスクの口径
を増大させて油膜が負担する剪断力を軽減させる必要が
ある。これにより、トロイダル式無段変速機が大型化す
ることになる。
ば、入力ディスクと出力ディスクの直径を小さくしてト
ロイダル式無段変速機を小型軽量に構成できる。しか
し、一般に油膜の強度が高いオイルは高粘度であり、流
動性が不足して油圧を高めないと正常な循環状態を確保
できず、機構からの分離回収が不安定になり易く、混じ
った気泡の除去も容易でない。従って、オイルポンプに
空気が吸入されて油圧制御系の動作を不安定にする可能
性が高い。一方、低粘度のオイルは、流動性に富むた
め、油圧制御系を効率高く安定して動作させ得るが、油
膜強度が劣るため、入力ディスクと出力ディスクの口径
を増大させて油膜が負担する剪断力を軽減させる必要が
ある。これにより、トロイダル式無段変速機が大型化す
ることになる。
【０００７】また、同じオイルでも使用温度が高まる
と、流動性が高まる一方で油膜強度が低下してしまい、
低温度領域で負担できる剪断力レベルでも油膜が破壊さ
れる可能性が高まる。また、使用温度が低下すると、油
膜強度が高まる一方で流動性が不足して、油圧制御系の
動作が遅れたり不安定になったりする。従って、万が一
の高い使用温度でも必要な油膜状態を確保できるように
高い安全率を見込んだ大型の入力ディスクと出力ディス
クを採用したり、オイル温度を厳格に管理するための冷
却／加熱装置や複雑な温度管理装置を装備する必要があ
った。
と、流動性が高まる一方で油膜強度が低下してしまい、
低温度領域で負担できる剪断力レベルでも油膜が破壊さ
れる可能性が高まる。また、使用温度が低下すると、油
膜強度が高まる一方で流動性が不足して、油圧制御系の
動作が遅れたり不安定になったりする。従って、万が一
の高い使用温度でも必要な油膜状態を確保できるように
高い安全率を見込んだ大型の入力ディスクと出力ディス
クを採用したり、オイル温度を厳格に管理するための冷
却／加熱装置や複雑な温度管理装置を装備する必要があ
った。
【０００８】本発明は、入力ディスクと出力ディスクの
直径が小さくても、オイルの温度が大きく変動しても、
トロイダル面の油膜が破壊される心配が無く、トロイダ
ル式無段変速機の安定した動作を維持できるトロイダル
式無段変速機の制御装置を提供することを目的としてい
る。
直径が小さくても、オイルの温度が大きく変動しても、
トロイダル面の油膜が破壊される心配が無く、トロイダ
ル式無段変速機の安定した動作を維持できるトロイダル
式無段変速機の制御装置を提供することを目的としてい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、トロ
イダル面に油膜を形成して対向させた入力ディスクと出
力ディスクの間で傾き角度を調整可能な摩擦ローラが動
力伝達を担うトロイダル式無段変速機の変速比を、刻々
のスロットル開度と車速に応じて制御するトロイダル式
無段変速機の制御装置において、前記油膜の温度を判断
する判断手段と、判断された前記油膜の温度に基づいて
前記傾き角度の上限と下限の少なくとも一方を設定する
設定手段とを設け、設定された前記傾き角度の範囲内で
前記変速比を制御するものである。
イダル面に油膜を形成して対向させた入力ディスクと出
力ディスクの間で傾き角度を調整可能な摩擦ローラが動
力伝達を担うトロイダル式無段変速機の変速比を、刻々
のスロットル開度と車速に応じて制御するトロイダル式
無段変速機の制御装置において、前記油膜の温度を判断
する判断手段と、判断された前記油膜の温度に基づいて
前記傾き角度の上限と下限の少なくとも一方を設定する
設定手段とを設け、設定された前記傾き角度の範囲内で
前記変速比を制御するものである。
【００１０】請求項２の発明は、請求項１の構成におけ
る判断手段が、入力ディスクと出力ディスクのトロイダ
ル面に供給される直前のオイルの温度に基づいて油膜の
温度を判断するものである。
る判断手段が、入力ディスクと出力ディスクのトロイダ
ル面に供給される直前のオイルの温度に基づいて油膜の
温度を判断するものである。
【００１１】請求項３の発明は、請求項１または２の構
成における設定手段が、判断された油膜の温度が低い範
囲で前記傾き角度の上限と下限を一定に保ち、油膜の温
度が所定のしきい値を越えたら前記傾き角度の上限を所
定幅引き下げ、下限を所定幅引き上げるものである。
成における設定手段が、判断された油膜の温度が低い範
囲で前記傾き角度の上限と下限を一定に保ち、油膜の温
度が所定のしきい値を越えたら前記傾き角度の上限を所
定幅引き下げ、下限を所定幅引き上げるものである。
【００１２】
【作用】請求項１のトロイダル式無段変速機の制御装置
では、油膜の温度が上昇すると摩擦ローラの傾き角度の
上限と下限の少なくとも一方を抑制して、可能な変速比
の調整幅を狭くする。トロイダル式無段変速機の変速比
と摩擦ローラの傾き角度は一対一に対応しており、傾き
角度の上限と下限は、それぞれ可能な最大の変速比と最
低の変速比（オーバードライブの方向）に対応する。入
力ディスクと出力ディスクの回転軸に対して摩擦ローラ
が平行（傾き角度が０度）であれば、入力ディスクと出
力ディスクのトロイダル面における摩擦ローラ接触部の
回転半径がほぼ等しくなり、それぞれの接触部で油膜に
作用する剪断力もほぼ等しくなる。
では、油膜の温度が上昇すると摩擦ローラの傾き角度の
上限と下限の少なくとも一方を抑制して、可能な変速比
の調整幅を狭くする。トロイダル式無段変速機の変速比
と摩擦ローラの傾き角度は一対一に対応しており、傾き
角度の上限と下限は、それぞれ可能な最大の変速比と最
低の変速比（オーバードライブの方向）に対応する。入
力ディスクと出力ディスクの回転軸に対して摩擦ローラ
が平行（傾き角度が０度）であれば、入力ディスクと出
力ディスクのトロイダル面における摩擦ローラ接触部の
回転半径がほぼ等しくなり、それぞれの接触部で油膜に
作用する剪断力もほぼ等しくなる。
【００１３】入力ディスク側の摩擦ローラ接触部の回転
半径を増大する方向（傾き角度の下限側、オーバードラ
イブ変速比側）に摩擦ローラが傾くと、入力ディスク側
の摩擦ローラ接触部で油膜の剪断力が低下する一方、回
転半径が減少する出力ディスク側の摩擦ローラ接触部で
油膜の剪断力が増大する。従って、油膜の温度が上昇し
て油膜の強度が低下すると、傾き角度の下限を引き上げ
て出力ディスク側の接触部の回転半径を増大させる。入
力ディスク側の摩擦ローラ接触部の回転半径を減少させ
る方向（傾き角度の上限側、高変速比側）に摩擦ローラ
が傾くと、回転半径が増大する出力ディスク側の摩擦ロ
ーラ接触部で油膜の剪断力が低下する一方、入力ディス
ク側の接触部で油膜の剪断力が増大する。従って、油膜
の温度が上昇して油膜の強度が低下すると、傾き角度の
上限を引き下げて入力ディスク側の接触部の回転半径を
増大させる。
半径を増大する方向（傾き角度の下限側、オーバードラ
イブ変速比側）に摩擦ローラが傾くと、入力ディスク側
の摩擦ローラ接触部で油膜の剪断力が低下する一方、回
転半径が減少する出力ディスク側の摩擦ローラ接触部で
油膜の剪断力が増大する。従って、油膜の温度が上昇し
て油膜の強度が低下すると、傾き角度の下限を引き上げ
て出力ディスク側の接触部の回転半径を増大させる。入
力ディスク側の摩擦ローラ接触部の回転半径を減少させ
る方向（傾き角度の上限側、高変速比側）に摩擦ローラ
が傾くと、回転半径が増大する出力ディスク側の摩擦ロ
ーラ接触部で油膜の剪断力が低下する一方、入力ディス
ク側の接触部で油膜の剪断力が増大する。従って、油膜
の温度が上昇して油膜の強度が低下すると、傾き角度の
上限を引き下げて入力ディスク側の接触部の回転半径を
増大させる。
【００１４】請求項２のトロイダル式無段変速機の制御
装置では、入力ディスクと出力ディスクに供給される直
前のオイルの温度を検知して、入力ディスク側および出
力ディスク側の接触部における油膜の温度を推定する。
装置では、入力ディスクと出力ディスクに供給される直
前のオイルの温度を検知して、入力ディスク側および出
力ディスク側の接触部における油膜の温度を推定する。
【００１５】請求項３のトロイダル式無段変速機の制御
装置では、油膜の温度に対応して２段階に変速比の幅を
設定する。しきい値までの温度範囲では通常の幅広い変
速比の範囲を使用するが、しきい値を越えた高い温度領
域では、摩擦ローラの傾き角度の上限と下限を内側に移
動させた狭い傾き角度の範囲に対応する狭い変速比の範
囲を使用する。
装置では、油膜の温度に対応して２段階に変速比の幅を
設定する。しきい値までの温度範囲では通常の幅広い変
速比の範囲を使用するが、しきい値を越えた高い温度領
域では、摩擦ローラの傾き角度の上限と下限を内側に移
動させた狭い傾き角度の範囲に対応する狭い変速比の範
囲を使用する。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１〜図７を参照して実施例の制
御装置を説明する。図１はトロイダル式無段変速機の制
御システムの説明図、図２は入力ディスクと出力ディス
クに対する摩擦ローラの接触状態の説明図、図３はトラ
クション係数とオイル温度の線図、図４は変速比の制御
の説明図、図５は実施例の制御のフローチャート、図６
はオイルの温度特性の説明図、図７はオイルの一般的な
性質の説明図である。図６中、（ａ）は動粘度の温度特
性、（ｂ）はトラクション係数の温度特性を示す。
御装置を説明する。図１はトロイダル式無段変速機の制
御システムの説明図、図２は入力ディスクと出力ディス
クに対する摩擦ローラの接触状態の説明図、図３はトラ
クション係数とオイル温度の線図、図４は変速比の制御
の説明図、図５は実施例の制御のフローチャート、図６
はオイルの温度特性の説明図、図７はオイルの一般的な
性質の説明図である。図６中、（ａ）は動粘度の温度特
性、（ｂ）はトラクション係数の温度特性を示す。
【００１７】図１に示すように、トロイダル式無段変速
機１２は、入力されたエンジン１０の回転を無段階に変
速する。エンジン１０の出力は、トロイダル式無段変速
機１２内の図示しないトルクコンバーターを介して、主
軸２０から、外側の一対の入力ディスク１３に伝達され
る。入力ディスク１３の回転は、摩擦ローラ１５を通じ
て、内側の一対の出力ディスク１４に伝達される。入力
ディスク１３の回転速度を摩擦ローラ１５の傾き角度に
応じて変速した回転速度が出力ディスク１４から取り出
される。摩擦ローラ１５は、紙面と垂直な方向に一対づ
つで合計４個が設けられ、それぞれの回転軸の回りで回
転自在である。摩擦ローラ１５は、上下移動可能に支持
された支柱１９にその回転軸を偏心支持されており、支
柱１９に対する首振り回動が可能である。
機１２は、入力されたエンジン１０の回転を無段階に変
速する。エンジン１０の出力は、トロイダル式無段変速
機１２内の図示しないトルクコンバーターを介して、主
軸２０から、外側の一対の入力ディスク１３に伝達され
る。入力ディスク１３の回転は、摩擦ローラ１５を通じ
て、内側の一対の出力ディスク１４に伝達される。入力
ディスク１３の回転速度を摩擦ローラ１５の傾き角度に
応じて変速した回転速度が出力ディスク１４から取り出
される。摩擦ローラ１５は、紙面と垂直な方向に一対づ
つで合計４個が設けられ、それぞれの回転軸の回りで回
転自在である。摩擦ローラ１５は、上下移動可能に支持
された支柱１９にその回転軸を偏心支持されており、支
柱１９に対する首振り回動が可能である。
【００１８】摩擦ローラ１５の傾き角度は、トロイダル
式無段変速機１２の変速比と一対一に対応しており、ア
クチュエータ１６による支柱１９の押上げ力に応じて調
整される。アクチュエータ１６が支柱１９を介して摩擦
ローラ１５の回転軸を押上げると、入力ディスク１３と
出力ディスク１４が摩擦ローラ１５に及ぼす力の釣り合
いが崩れて、紙面に垂直な方向と軸方向を含む面内で摩
擦ローラが自律的に姿勢を変化させ、新しい釣り合い状
態が獲得される傾き角度まで移動する。アクチュエータ
１６による支柱１９の押上げ力は、アクチュエータ１６
に油圧を供給する制御弁１７によって制御される。制御
弁１７は、入力されるステップモータ１８の作動量に応
じて支柱１９の押上げ力を精密かつ安定に設定する。制
御装置２４は、ステップモータ１８に対する電力供給を
調整してステップモータ１８の作動量を変化させること
により、トロイダル式無段変速機１２に必要な変速比を
設定する。
式無段変速機１２の変速比と一対一に対応しており、ア
クチュエータ１６による支柱１９の押上げ力に応じて調
整される。アクチュエータ１６が支柱１９を介して摩擦
ローラ１５の回転軸を押上げると、入力ディスク１３と
出力ディスク１４が摩擦ローラ１５に及ぼす力の釣り合
いが崩れて、紙面に垂直な方向と軸方向を含む面内で摩
擦ローラが自律的に姿勢を変化させ、新しい釣り合い状
態が獲得される傾き角度まで移動する。アクチュエータ
１６による支柱１９の押上げ力は、アクチュエータ１６
に油圧を供給する制御弁１７によって制御される。制御
弁１７は、入力されるステップモータ１８の作動量に応
じて支柱１９の押上げ力を精密かつ安定に設定する。制
御装置２４は、ステップモータ１８に対する電力供給を
調整してステップモータ１８の作動量を変化させること
により、トロイダル式無段変速機１２に必要な変速比を
設定する。
【００１９】制御装置２４は、各種のメモリや入出力回
路等を含めてユニット化されたマイコン回路で構成さ
れ、メモリに搭載された処理プログラムの手順に従って
所定の演算処理を行い、入力情報を判断して、刻々の運
転状態に適合させてトロイダル式無段変速機１２の変速
比を調整する。制御装置２４は、エンジン１０のスロッ
トルバルブ１１に設けたスロットルセンサ２１の出力か
ら刻々のスロットル開度ＴＶＯを算出し、トロイダル式
無段変速機１２の出力側に設けた車速センサ２２の出力
から刻々の車速ＶＳＰを算出する。また、潤滑油供給口
２５に設けて、トロイダル面に供給される直前のオイル
の温度を検出するようにした油温センサ２３の出力から
刻々のオイルの温度Ｔを算出する。
路等を含めてユニット化されたマイコン回路で構成さ
れ、メモリに搭載された処理プログラムの手順に従って
所定の演算処理を行い、入力情報を判断して、刻々の運
転状態に適合させてトロイダル式無段変速機１２の変速
比を調整する。制御装置２４は、エンジン１０のスロッ
トルバルブ１１に設けたスロットルセンサ２１の出力か
ら刻々のスロットル開度ＴＶＯを算出し、トロイダル式
無段変速機１２の出力側に設けた車速センサ２２の出力
から刻々の車速ＶＳＰを算出する。また、潤滑油供給口
２５に設けて、トロイダル面に供給される直前のオイル
の温度を検出するようにした油温センサ２３の出力から
刻々のオイルの温度Ｔを算出する。
【００２０】図２に示すように、一対の入力ディスク１
３と出力ディスク１４の間で摩擦ローラ１５を介して動
力伝達が行われるとする。摩擦ローラ１５が伝達可能な
最大トルクＱは、定数ｋ、接触点の回転半径ｒ、接触点
における油膜の特性であるトラクション係数μ（見掛け
上の動摩擦係数）、入力ディスク１３（または出力ディ
スク１４）に対する摩擦ローラ１５の押し付け力Ｆを用
いて、 Ｑ＝ｋ×ｒ×μ×Ｆ （１） と表される。回転半径ｒは、トロイダル面１３Ａの接触
点から主軸２０の中心までの距離ｒ１とトロイダル面１
４Ａの接触点から主軸２０の中心までの距離ｒ２のうち
で小さいほうの値である。 （１）式で押し付け力Ｆを大きくすると伝達可能な最大
トルクＱは大きくなるが、押し付け力Ｆを大きくすると
接触点の圧力が高まり、入力ディスク１３、出力ディス
ク１４、摩擦ローラ１５等の疲労寿命が低下する。トラ
クション係数μの大きなオイルを使用しても伝達可能な
最大トルクＱは大きくなるが、後述するように、トラク
ション係数μの大きなオイルには種々の問題がある。
３と出力ディスク１４の間で摩擦ローラ１５を介して動
力伝達が行われるとする。摩擦ローラ１５が伝達可能な
最大トルクＱは、定数ｋ、接触点の回転半径ｒ、接触点
における油膜の特性であるトラクション係数μ（見掛け
上の動摩擦係数）、入力ディスク１３（または出力ディ
スク１４）に対する摩擦ローラ１５の押し付け力Ｆを用
いて、 Ｑ＝ｋ×ｒ×μ×Ｆ （１） と表される。回転半径ｒは、トロイダル面１３Ａの接触
点から主軸２０の中心までの距離ｒ１とトロイダル面１
４Ａの接触点から主軸２０の中心までの距離ｒ２のうち
で小さいほうの値である。 （１）式で押し付け力Ｆを大きくすると伝達可能な最大
トルクＱは大きくなるが、押し付け力Ｆを大きくすると
接触点の圧力が高まり、入力ディスク１３、出力ディス
ク１４、摩擦ローラ１５等の疲労寿命が低下する。トラ
クション係数μの大きなオイルを使用しても伝達可能な
最大トルクＱは大きくなるが、後述するように、トラク
ション係数μの大きなオイルには種々の問題がある。
【００２１】トロイダル式無段変速機１２の変速比が高
まると入力ディスク１３における回転半径ｒが小さくな
り、オーバードライブ変速比になると出力ディスク１４
における回転半径ｒが小さくなる。従って、トロイダル
式無段変速機１２の伝達可能な最大トルクＱを大きくす
るには、最大の変速比に対応する入力ディスク１３の回
転半径ｒと最小の変速比に対応する出力ディスク１４の
回転半径ｒを大きくすればよい。しかし、回転半径ｒを
大きくするために、入力ディスク１３と出力ディスク１
４の直径そのものを増大すると、入力ディスク１３と出
力ディスク１４が大型化して軸方向の寸法も増大する。
一方、摩擦ローラ１５の傾き角度を抑制して、トロイダ
ル面１３Ａ、１４Ａ上の回転半径ｒの小さい部分を使用
しないこととすると、利用できる変速比の幅が狭くなっ
て発進（加速）性能の不足や高速燃費の低下を招く。
まると入力ディスク１３における回転半径ｒが小さくな
り、オーバードライブ変速比になると出力ディスク１４
における回転半径ｒが小さくなる。従って、トロイダル
式無段変速機１２の伝達可能な最大トルクＱを大きくす
るには、最大の変速比に対応する入力ディスク１３の回
転半径ｒと最小の変速比に対応する出力ディスク１４の
回転半径ｒを大きくすればよい。しかし、回転半径ｒを
大きくするために、入力ディスク１３と出力ディスク１
４の直径そのものを増大すると、入力ディスク１３と出
力ディスク１４が大型化して軸方向の寸法も増大する。
一方、摩擦ローラ１５の傾き角度を抑制して、トロイダ
ル面１３Ａ、１４Ａ上の回転半径ｒの小さい部分を使用
しないこととすると、利用できる変速比の幅が狭くなっ
て発進（加速）性能の不足や高速燃費の低下を招く。
【００２２】トラクション係数μは、図３に示すよう
に、オイル温度Ｔが高い領域では低い領域に比較して低
下する。従って、従来は、予測される最高のオイル温度
Ｔにおけるかなり低いトラクション係数μを前提とし
て、エンジン１０の最大トルクＱに基づいて入力ディス
ク１３と出力ディスク１４の口径が設計され、利用でき
る変速比の限界値が設定されていた。
に、オイル温度Ｔが高い領域では低い領域に比較して低
下する。従って、従来は、予測される最高のオイル温度
Ｔにおけるかなり低いトラクション係数μを前提とし
て、エンジン１０の最大トルクＱに基づいて入力ディス
ク１３と出力ディスク１４の口径が設計され、利用でき
る変速比の限界値が設定されていた。
【００２３】これに対して、制御装置２４は、オイル温
度Ｔの低い範囲では高いトラクション係数μに対応して
摩擦ローラ１５を大きく傾けた小さな回転半径ｒまで使
用可能とする一方、オイル温度Ｔがしきい値ＴＢを越え
ると、低下したトラクション係数μに対応して摩擦ロー
ラ１５の傾きを抑制した大きな回転半径ｒまでしか使用
しない。つまり、オイル温度Ｔが所定のしきい値を越え
ると変速比の上限を低くすると同時に下限を高め、しき
い値以下の場合に比較して使用可能な変速比幅を狭くし
ている。
度Ｔの低い範囲では高いトラクション係数μに対応して
摩擦ローラ１５を大きく傾けた小さな回転半径ｒまで使
用可能とする一方、オイル温度Ｔがしきい値ＴＢを越え
ると、低下したトラクション係数μに対応して摩擦ロー
ラ１５の傾きを抑制した大きな回転半径ｒまでしか使用
しない。つまり、オイル温度Ｔが所定のしきい値を越え
ると変速比の上限を低くすると同時に下限を高め、しき
い値以下の場合に比較して使用可能な変速比幅を狭くし
ている。
【００２４】また、制御装置２４は、無意味な切り替え
を避けてしきい値ＴＡ付近における変速比幅を安定させ
るため、図３に示すように、変速比幅の切り替えにヒス
テリシス特性を持たせている。温度Ｔが低下する過程で
は、上昇過程でのしきい値ＴＢよりも低いしきい値ＴＡ
までオイル温度Ｔが低下した段階で変速比幅の抑制を解
除する。
を避けてしきい値ＴＡ付近における変速比幅を安定させ
るため、図３に示すように、変速比幅の切り替えにヒス
テリシス特性を持たせている。温度Ｔが低下する過程で
は、上昇過程でのしきい値ＴＢよりも低いしきい値ＴＡ
までオイル温度Ｔが低下した段階で変速比幅の抑制を解
除する。
【００２５】図４には、制御装置２４が使用する変速比
幅が示される。図中、車速ＶＳＰの増加に対してエンジ
ン回転数ＮＥの増加が小さい直線は低い変速比、すなわ
ちオーバードライブ変速比に対応する。一方、車速ＶＳ
Ｐの増加に対してエンジン回転数ＮＥの増加が大きい直
線は高い変速比に対応する。エンジン回転数ＮＥの低い
範囲では、一律に変速比を高めてエンジン１０の負荷を
軽減している。これ以外の範囲では、オイル温度Ｔに応
じて変速比幅が２とおりに切り替えられる。
幅が示される。図中、車速ＶＳＰの増加に対してエンジ
ン回転数ＮＥの増加が小さい直線は低い変速比、すなわ
ちオーバードライブ変速比に対応する。一方、車速ＶＳ
Ｐの増加に対してエンジン回転数ＮＥの増加が大きい直
線は高い変速比に対応する。エンジン回転数ＮＥの低い
範囲では、一律に変速比を高めてエンジン１０の負荷を
軽減している。これ以外の範囲では、オイル温度Ｔに応
じて変速比幅が２とおりに切り替えられる。
【００２６】制御装置２４は、スロットル開度ＴＶＯが
増大すると、変速比を高めて車体の加速や登坂における
駆動系の必要な出力レベルを確保するが、スロットル開
度ＴＶＯが低下すると、変速比を低下して燃費を改善し
騒音を低下させる。制御装置２４は、オイル温度Ｔが低
い範囲では、実線で示す最高変速比と最低変速比の２つ
の直線に囲まれた範囲内でスロットル開度ＴＶＯに応じ
て変速比を変化させるが、オイル温度Ｔが高まると、破
線で示す最高変速比と最低変速比の２つの直線に囲まれ
た範囲内で変速比を変化させる。
増大すると、変速比を高めて車体の加速や登坂における
駆動系の必要な出力レベルを確保するが、スロットル開
度ＴＶＯが低下すると、変速比を低下して燃費を改善し
騒音を低下させる。制御装置２４は、オイル温度Ｔが低
い範囲では、実線で示す最高変速比と最低変速比の２つ
の直線に囲まれた範囲内でスロットル開度ＴＶＯに応じ
て変速比を変化させるが、オイル温度Ｔが高まると、破
線で示す最高変速比と最低変速比の２つの直線に囲まれ
た範囲内で変速比を変化させる。
【００２７】制御装置２４は、図５のフローチャートに
従ってトロイダル式自動変速機１２を制御する。ステッ
プ１０１では、スロットルセンサ２１と車速センサ２２
の出力から演算されたスロットル開度ＴＶＯと車速ＶＳ
Ｐが読み込まれる。ステップ１０２では、スロットル開
度ＴＶＯと車速ＶＳＰに基づいて通常変速比ＲＴ１が算
出される。通常変速比ＲＴ１は、上述したように駆動系
の必要な出力性能を確保しつつ燃費の良い走行を可能に
する変速比である。ステップ１０３では、油温センサ２
３の出力から演算されたオイル温度Ｔが読み込まれる。
従ってトロイダル式自動変速機１２を制御する。ステッ
プ１０１では、スロットルセンサ２１と車速センサ２２
の出力から演算されたスロットル開度ＴＶＯと車速ＶＳ
Ｐが読み込まれる。ステップ１０２では、スロットル開
度ＴＶＯと車速ＶＳＰに基づいて通常変速比ＲＴ１が算
出される。通常変速比ＲＴ１は、上述したように駆動系
の必要な出力性能を確保しつつ燃費の良い走行を可能に
する変速比である。ステップ１０３では、油温センサ２
３の出力から演算されたオイル温度Ｔが読み込まれる。
【００２８】ステップ１０４では、使用されているオイ
ルの種類とオイル温度Ｔに基づいてトラクション係数μ
が算出される。図３に示すように、オイル温度Ｔの上昇
過程ではオイル温度ＴＢに達するまで、オイル温度Ｔの
下降過程ではオイル温度ＴＡを割り込んだ以降につい
て、オイル温度ＴＢにおけるトラクション係数μが採用
される。一方、オイル温度Ｔの上昇過程でオイル温度Ｔ
Ｂを越えた以降とオイル温度Ｔの下降過程でオイル温度
ＴＡを割り込む以前については、安全率を見込んで高め
に設定したオイル温度ＴＣにおけるトラクション係数μ
が採用される。ステップ１０４では、２つのしきい値
（温度ＴＡ、ＴＢ）を境にして段階的にトラクション係
数μを変更する。ステップ１０５、１０６では段階的に
変更されたトラクション係数μに対応して変速比の上限
と下限（＝摩擦ローラ１５の傾き角度の上限と下限）が
設定される。ステップ１０７〜１０９、１１１〜１１３
では上限と下限の間の範囲で刻々の変速比が設定され
る。
ルの種類とオイル温度Ｔに基づいてトラクション係数μ
が算出される。図３に示すように、オイル温度Ｔの上昇
過程ではオイル温度ＴＢに達するまで、オイル温度Ｔの
下降過程ではオイル温度ＴＡを割り込んだ以降につい
て、オイル温度ＴＢにおけるトラクション係数μが採用
される。一方、オイル温度Ｔの上昇過程でオイル温度Ｔ
Ｂを越えた以降とオイル温度Ｔの下降過程でオイル温度
ＴＡを割り込む以前については、安全率を見込んで高め
に設定したオイル温度ＴＣにおけるトラクション係数μ
が採用される。ステップ１０４では、２つのしきい値
（温度ＴＡ、ＴＢ）を境にして段階的にトラクション係
数μを変更する。ステップ１０５、１０６では段階的に
変更されたトラクション係数μに対応して変速比の上限
と下限（＝摩擦ローラ１５の傾き角度の上限と下限）が
設定される。ステップ１０７〜１０９、１１１〜１１３
では上限と下限の間の範囲で刻々の変速比が設定され
る。
【００２９】ステップ１０５では、入力ディスク１３と
出力ディスク１４の間でエンジン１１の最大出力を伝達
させる際に、ステップ１０４で算出されたトラクション
係数μを前提として（１）式により最小の回転半径ｒを
求め、最小の回転半径ｒに対応する最高変速比ＲＴ２を
算出する。ステップ１０６では、同様にして、最小の回
転半径ｒに対応する最低変速比ＲＴ３を算出する。ステ
ップ１０７では、最高変速比ＲＴ２から最低変速比ＲＴ
３までの範囲内に通常変速比ＲＴ１が存在するか否かを
識別する。範囲内に通常変速比ＲＴ１が存在すればステ
ップ１１１へ進み、トロイダル面１３Ａ、１４Ａと摩擦
ローラ１５の間で正常な動力伝達が可能であると判断し
て、通常変速比ＲＴ１を採用し、通常変速比ＲＴ１に相
当するまで摩擦ローラ１５を傾けた連続的かつ無段階な
変速を実行させる。範囲内に通常変速比ＲＴ１が存在し
なければ次のステップ１０８へ進む。
出力ディスク１４の間でエンジン１１の最大出力を伝達
させる際に、ステップ１０４で算出されたトラクション
係数μを前提として（１）式により最小の回転半径ｒを
求め、最小の回転半径ｒに対応する最高変速比ＲＴ２を
算出する。ステップ１０６では、同様にして、最小の回
転半径ｒに対応する最低変速比ＲＴ３を算出する。ステ
ップ１０７では、最高変速比ＲＴ２から最低変速比ＲＴ
３までの範囲内に通常変速比ＲＴ１が存在するか否かを
識別する。範囲内に通常変速比ＲＴ１が存在すればステ
ップ１１１へ進み、トロイダル面１３Ａ、１４Ａと摩擦
ローラ１５の間で正常な動力伝達が可能であると判断し
て、通常変速比ＲＴ１を採用し、通常変速比ＲＴ１に相
当するまで摩擦ローラ１５を傾けた連続的かつ無段階な
変速を実行させる。範囲内に通常変速比ＲＴ１が存在し
なければ次のステップ１０８へ進む。
【００３０】ステップ１０８では、通常変速比ＲＴ１が
最低変速比ＲＴ３未満か否かを識別する。最低変速比Ｒ
Ｔ３未満であればステップ１１２へ進み、トロイダル面
１４Ａと摩擦ローラ１５の間で正常な動力伝達が困難で
あると判断して、最低変速比ＲＴ３を採用し、最低変速
比ＲＴ３に相当する傾き角度に固定した変速状態とす
る。それ以下の傾き角度は使用されない。通常変速比Ｒ
Ｔ１が最低変速比ＲＴ３未満でなければ次のステップ１
０９へ進む。ステップ１０９では、通常変速比ＲＴ１が
最高変速比ＲＴ２を越えるか否かを識別する。最高変速
比ＲＴ２を越えていればステップ１１３へ進み、トロイ
ダル面１３Ａと摩擦ローラ１５の間で正常な動力伝達が
困難であると判断して、最高変速比ＲＴ２を採用し、最
高変速比ＲＴ２に相当する傾き角度に固定した変速状態
とする。それ以上の傾き角度は使用されない。
最低変速比ＲＴ３未満か否かを識別する。最低変速比Ｒ
Ｔ３未満であればステップ１１２へ進み、トロイダル面
１４Ａと摩擦ローラ１５の間で正常な動力伝達が困難で
あると判断して、最低変速比ＲＴ３を採用し、最低変速
比ＲＴ３に相当する傾き角度に固定した変速状態とす
る。それ以下の傾き角度は使用されない。通常変速比Ｒ
Ｔ１が最低変速比ＲＴ３未満でなければ次のステップ１
０９へ進む。ステップ１０９では、通常変速比ＲＴ１が
最高変速比ＲＴ２を越えるか否かを識別する。最高変速
比ＲＴ２を越えていればステップ１１３へ進み、トロイ
ダル面１３Ａと摩擦ローラ１５の間で正常な動力伝達が
困難であると判断して、最高変速比ＲＴ２を採用し、最
高変速比ＲＴ２に相当する傾き角度に固定した変速状態
とする。それ以上の傾き角度は使用されない。
【００３１】図６の（ａ）に示すように、オイルは、そ
の種類と温度によって動粘度が異なる。右側の粘度指数
ＶＩは、温度変化に対する動粘度の変化割合を表現した
指数であって、数値が大きいほど温度低下に伴う動粘度
の低下が著しいことを示している。オイルＡ、Ｂ、Ｃ、
Ｄは、トロイダル式無段変速機用に開発されたいわゆる
トラクションオイルである。オイルＥは、通常のエンジ
ンオイルである。オイルＢ、Ｃ、Ｄは、オイルＡ、Ｅに
比較して低温でも動粘度が低く、流動性に富んでいる。
図６の（ｂ）に示すように、オイルは、その種類と温度
によってトラクション係数μが異なる。オイルＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄは、オイルＥに比較してかなり高いトラクション
係数μを実現しているから、トロイダル面１３Ａ、１４
Ａと摩擦ローラ１５の間で伝達可能な最大トルクＱを増
大してトロイダル式無段変速機１２の小型化を実現でき
る。しかし、いずれにせよ、オイル温度Ｔの上昇に伴っ
てトラクション係数μが大幅に低下するため、高温での
トラクション係数μを前提としてトロイダル式無段変速
機を設計すると、オイルの低温領域における高いトラク
ション係数μを利用できないことになる。
の種類と温度によって動粘度が異なる。右側の粘度指数
ＶＩは、温度変化に対する動粘度の変化割合を表現した
指数であって、数値が大きいほど温度低下に伴う動粘度
の低下が著しいことを示している。オイルＡ、Ｂ、Ｃ、
Ｄは、トロイダル式無段変速機用に開発されたいわゆる
トラクションオイルである。オイルＥは、通常のエンジ
ンオイルである。オイルＢ、Ｃ、Ｄは、オイルＡ、Ｅに
比較して低温でも動粘度が低く、流動性に富んでいる。
図６の（ｂ）に示すように、オイルは、その種類と温度
によってトラクション係数μが異なる。オイルＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄは、オイルＥに比較してかなり高いトラクション
係数μを実現しているから、トロイダル面１３Ａ、１４
Ａと摩擦ローラ１５の間で伝達可能な最大トルクＱを増
大してトロイダル式無段変速機１２の小型化を実現でき
る。しかし、いずれにせよ、オイル温度Ｔの上昇に伴っ
てトラクション係数μが大幅に低下するため、高温での
トラクション係数μを前提としてトロイダル式無段変速
機を設計すると、オイルの低温領域における高いトラク
ション係数μを利用できないことになる。
【００３２】図７に示すように、オイルの性質の一般的
な傾向としては、０度Ｃ以下と言った極低温時の動粘度
が大きい程、全温度領域を通じたトラクション係数μが
大きくなる。トラクション係数μが大きいオイルを使用
すれば、入力ディスク１３と出力ディスク１４の間で大
きな動力伝達を実行できるが、極低温時の動粘度が高ま
ってオイルの流動性が不足し、油圧シリンダーの動作が
遅れたり、多板クラッチや多板ブレーキの締結時間の伸
びを生じて、運転者がセレクトレバーを操作してからト
ロイダル式無段変速機が反応するまでの遅れ時間（セレ
クトタイムラグ）が増大する。
な傾向としては、０度Ｃ以下と言った極低温時の動粘度
が大きい程、全温度領域を通じたトラクション係数μが
大きくなる。トラクション係数μが大きいオイルを使用
すれば、入力ディスク１３と出力ディスク１４の間で大
きな動力伝達を実行できるが、極低温時の動粘度が高ま
ってオイルの流動性が不足し、油圧シリンダーの動作が
遅れたり、多板クラッチや多板ブレーキの締結時間の伸
びを生じて、運転者がセレクトレバーを操作してからト
ロイダル式無段変速機が反応するまでの遅れ時間（セレ
クトタイムラグ）が増大する。
【００３３】実施例のトロイダル式無段変速機によれ
ば、オイル温度Ｔの低い範囲では広い変速比幅を使用
し、オイル温度Ｔが高まると狭い変速比幅に切り替える
から、オイル温度Ｔの低い範囲でオイルが持つ高いトラ
クション係数μを有効に利用しつつ、オイル温度Ｔの高
い範囲でも油膜にその強度を越える剪断力が作用するこ
とが無く、トロイダル面１３Ａ、１４Ａと摩擦ローラ１
５の間のトラクション伝導による正常な動力伝達状態を
維持できる。オイル温度が万が一の高温状態となって
も、変速比幅を縮小することで、低下したトラクション
係数に見合った動力伝達を実現して、トロイダル面１３
Ａ、１４Ａの破損を回避できる。従って、安全を過剰に
見込んだ低いトラクション係数を前提として口径を決定
する場合に比較して、入力ディスク１３と出力ディスク
１４を小口径に構成できることとなり、トロイダル式無
段変速機１２全体を小型軽量化できる。
ば、オイル温度Ｔの低い範囲では広い変速比幅を使用
し、オイル温度Ｔが高まると狭い変速比幅に切り替える
から、オイル温度Ｔの低い範囲でオイルが持つ高いトラ
クション係数μを有効に利用しつつ、オイル温度Ｔの高
い範囲でも油膜にその強度を越える剪断力が作用するこ
とが無く、トロイダル面１３Ａ、１４Ａと摩擦ローラ１
５の間のトラクション伝導による正常な動力伝達状態を
維持できる。オイル温度が万が一の高温状態となって
も、変速比幅を縮小することで、低下したトラクション
係数に見合った動力伝達を実現して、トロイダル面１３
Ａ、１４Ａの破損を回避できる。従って、安全を過剰に
見込んだ低いトラクション係数を前提として口径を決定
する場合に比較して、入力ディスク１３と出力ディスク
１４を小口径に構成できることとなり、トロイダル式無
段変速機１２全体を小型軽量化できる。
【００３４】また、高いトラクション係数μを確保する
ために無理して高粘度のオイルを使用する必要が無いか
ら、比較的に低粘度のオイルを使用して、油圧回路にお
ける効率の高いオイル循環と油圧シリンダーの高い応答
速度と機構の有効な潤滑や除熱を実現できる。極低温で
もオイルの流動性を確保できるから、冬季の起動直後で
もセレクトタイムラグが短くなって、トロイダル式無段
変速機１２の高い運転性を確保できる。
ために無理して高粘度のオイルを使用する必要が無いか
ら、比較的に低粘度のオイルを使用して、油圧回路にお
ける効率の高いオイル循環と油圧シリンダーの高い応答
速度と機構の有効な潤滑や除熱を実現できる。極低温で
もオイルの流動性を確保できるから、冬季の起動直後で
もセレクトタイムラグが短くなって、トロイダル式無段
変速機１２の高い運転性を確保できる。
【００３５】なお、実施例では所定のしきい値を境にし
て使用する変速比幅を２段階に切り替える構成とした
が、オイル温度Ｔの変化に応じてさらに多段階に変速比
幅を切り替える構成としてもよく、オイル温度に対応す
るトラクション係数をそのまま使用して連続的に変速比
幅を変化させる構成としてもよい。いずれにせよ、高温
領域における過剰なトルク伝達を避けつつ、低温領域に
おける高いトラクション係数μを有効に活用できる。図
５中、ステップ１０３が発明の判断手段、ステップ１０
４、１０５、１０６が発明の設定手段に対応する。
て使用する変速比幅を２段階に切り替える構成とした
が、オイル温度Ｔの変化に応じてさらに多段階に変速比
幅を切り替える構成としてもよく、オイル温度に対応す
るトラクション係数をそのまま使用して連続的に変速比
幅を変化させる構成としてもよい。いずれにせよ、高温
領域における過剰なトルク伝達を避けつつ、低温領域に
おける高いトラクション係数μを有効に活用できる。図
５中、ステップ１０３が発明の判断手段、ステップ１０
４、１０５、１０６が発明の設定手段に対応する。
【００３６】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、油膜の温度が
低い範囲では摩擦ローラを大きく傾けて変速比の制御幅
を大きく確保する一方で、油膜の温度が高まると摩擦ロ
ーラの傾きを制限して変速比の制御幅を狭くするから、
油膜の温度上昇に伴って過剰なトルク伝達となる心配が
無い。幅広い温度範囲にわたって、入力ディスクと摩擦
ローラの間および摩擦ローラと出力ディスクの間で、ト
ラクション伝導による正常なトルク伝達が確保され、油
膜の破壊によるトロイダル面の荒れや破損が回避され
る。万が一の高温に備えて油膜の強度（トラクション係
数）を過剰に低く見積もる必要が無いから、入力ディス
クと出力ディスクの口径を小さくして小型軽量なトロイ
ダル式無段変速機を構成できる。油膜の強度（トラクシ
ョン係数）が低いオイルでも摩擦ローラの傾き角度を抑
制して過剰なトルク伝達を回避できるから、低温でのオ
イルの流動性を優先したオイルの選択が可能となる。
低い範囲では摩擦ローラを大きく傾けて変速比の制御幅
を大きく確保する一方で、油膜の温度が高まると摩擦ロ
ーラの傾きを制限して変速比の制御幅を狭くするから、
油膜の温度上昇に伴って過剰なトルク伝達となる心配が
無い。幅広い温度範囲にわたって、入力ディスクと摩擦
ローラの間および摩擦ローラと出力ディスクの間で、ト
ラクション伝導による正常なトルク伝達が確保され、油
膜の破壊によるトロイダル面の荒れや破損が回避され
る。万が一の高温に備えて油膜の強度（トラクション係
数）を過剰に低く見積もる必要が無いから、入力ディス
クと出力ディスクの口径を小さくして小型軽量なトロイ
ダル式無段変速機を構成できる。油膜の強度（トラクシ
ョン係数）が低いオイルでも摩擦ローラの傾き角度を抑
制して過剰なトルク伝達を回避できるから、低温でのオ
イルの流動性を優先したオイルの選択が可能となる。
【００３７】請求項２の発明によれば、トロイダル面に
供給される直前のオイルの温度から油膜の温度を判断す
るから、温度センサの配置の自由度が高く、トロイダル
面の表面温度を直接に検知しなくてよい。
供給される直前のオイルの温度から油膜の温度を判断す
るから、温度センサの配置の自由度が高く、トロイダル
面の表面温度を直接に検知しなくてよい。
【００３８】請求項３の発明によれば、摩擦ローラの傾
き角度の使用範囲を２段階に切り替えるから、３段階以
上に切り替える場合や無段階に切り替える場合に比較し
て制御が容易となる。また、広い温度範囲で変速比幅が
一定に保たれて、運転者のアクセルペダル踏み込みに対
して同じ車体の加速反応が再現されるから、頻繁に変速
比幅が変化する場合に比較して運転者に高い安心感を持
たせ得る。
き角度の使用範囲を２段階に切り替えるから、３段階以
上に切り替える場合や無段階に切り替える場合に比較し
て制御が容易となる。また、広い温度範囲で変速比幅が
一定に保たれて、運転者のアクセルペダル踏み込みに対
して同じ車体の加速反応が再現されるから、頻繁に変速
比幅が変化する場合に比較して運転者に高い安心感を持
たせ得る。
【図１】トロイダル式無段変速機の制御システムの説明
図である。
図である。
【図２】入力／出力ディスクに対する摩擦ローラの接触
状態の説明図である。
状態の説明図である。
【図３】トラクション係数とオイル温度の線図である。
【図４】変速比の制御の説明図である。
【図５】実施例の制御のフローチャートである。
【図６】オイルの温度特性の説明図である。
【図７】オイルの一般的な性質の説明図である。
１０ エンジン
１１ スロットルバルブ
１２ トロイダル式無段変速機
１３ 入力ディスク
１４ 出力ディスク
１５ 摩擦ローラ
１６ アクチュエータ
１７ 制御弁
１８ ステップモータ
１９ 支柱
２１ スロットルセンサ
２２ 車速センサ
２３ 油温センサ
２４ 制御装置
２５ 潤滑油供給口
１３Ａ、１４Ａ トロイダル面
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−285360（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−257662（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−112068（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−247242（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−331858（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−286847（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−110765（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16H 15/00 - 15/52
F16H 9/00 - 9/26
F16H 57/00 - 57/12
F16H 59/00 - 61/12
F16H 61/16 - 61/24
F16H 63/40 - 63/48
Claims (3)
- 【請求項１】 トロイダル面に油膜を形成して対向させ
た入力ディスクと出力ディスクの間でその傾き角度を調
整可能な摩擦ローラが動力伝達を担うトロイダル式無段
変速機の変速比を、刻々のスロットル開度と車速に応じ
て制御するトロイダル式無段変速機の制御装置におい
て、 前記油膜の温度を判断する判断手段と、 判断された前記油膜の温度に基づいて前記傾き角度の上
限と下限の少なくとも一方を設定する設定手段とを設
け、 設定された前記傾き角度の範囲内で前記変速比を制御す
ることを特徴とするトロイダル式無段変速機の制御装
置。 - 【請求項２】 前記判断手段は、前記入力ディスクと出
力ディスクのトロイダル面に供給される直前のオイルの
温度に基づいて前記油膜の温度を判断することを特徴と
する請求項１記載のトロイダル式無段変速機の制御装
置。 - 【請求項３】 前記設定手段は、判断された前記油膜の
温度が低い範囲で前記傾き角度の上限と下限を一定に保
ち、前記油膜の温度が所定のしきい値を越えたら前記傾
き角度の上限を所定幅引き下げ、下限を所定幅引き上げ
ることを特徴とする請求項１または２記載のトロイダル
式無段変速機の制御装置。
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