JP4078981B2 - 無段変速装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、停車時若しくは極低速での特性を向上させるものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用自動変速装置として、図５〜７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。
【０００３】
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５、７の上下方向、図６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。
【０００４】
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７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。
【０００５】
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７の左右方向、図５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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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５、６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。
【００１０】
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の内側面との転がり接触部（トラクション部）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２４ａ、２４ｂ同士の間の圧力差は、上記力２Ｆｔの大きさに比例する。
【００１１】
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６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６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６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６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。
【００１２】
上述の図５〜７に示したトロイダル型無段変速機の場合、ローディングカム式の押圧装置２３を使用している為、この押圧装置２３が発生する押圧力は、上記入力軸１に加わるトルクに応じて変化するのみである。これに対して、特許文献１には、図８に示す様な、純油圧式の押圧装置２３ａが、特許文献２には、図９に示す様な、機械式と油圧式とを組み合わせた押圧装置２３ｂが、それぞれ記載されている。このうち、図８に示した純油圧式の押圧装置２３ａの場合には、トラクション部で必要とする面圧は、油圧のみで発生させる。これに対して、図９に示した機械式と油圧式とを組み合わせた押圧装置２３ｂの場合、機械式に発生した押圧力の不足分を、油圧式に発生させる。何れの構造の場合でも、上記トラクション部の面圧を電気的に（油圧を制御する事により所望の値に）調節できる。
【００１３】
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。上記特許文献１に記載されたものもその一種であるが、この構造は、高速走行時に於ける、トロイダル型無段変速機２６を通過するトルクの低減と、伝達効率の向上とを目的としたものである。この様な特許文献１に記載された構造は、パワー・スプリット型と呼ばれるもので、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、逆転に切り換える事はできない。この為、トルクコンバータ、電磁クラッチ等の発進クラッチ２５が必要になる。
【００１４】
これに対して特許文献３には、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無段変速装置が記載されている。図１０は、この様な特許文献３に記載された無段変速装置を示している。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速機２６と遊星歯車式変速機２７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２６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。
【００１５】
又、上記遊星歯車式変速機２７は、上記入力軸１及び一方（図１０の右方）の入力側ディスク２に結合固定されたキャリア２８を備える。このキャリア２８の径方向中間部に、その両端部にそれぞれ遊星歯車素子２９ａ、２９ｂを固設した第一の伝達軸３０を、回転自在に支持している。又、上記キャリア２８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３１ａ、３１ｂを固設した第二の伝達軸３２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２９ａ、２９ｂと、上記出力側ディスク５ａにその基端部（図１０の左端部）を結合した中空回転軸３３の先端部（図１０の右端部）に固設した太陽歯車３４又は上記第二の伝達軸３２の一端部（図１０の左端部）に固設した太陽歯車３１ａとを、それぞれ噛合させている。又、一方（図１０の左方）の遊星歯車素子２９ａを、別の遊星歯車素子３５を介して、上記キャリア２８の周囲に回転自在に設けたリング歯車３６に噛合させている。
【００１６】
一方、上記第二の伝達軸３２の他端部（図１０の右端部）に固設した太陽歯車３１ｂの周囲に設けた第二のキャリア３７に遊星歯車素子３８ａ、３８ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア３７は、上記入力軸１及び第二の伝達軸３２と同心に配置された、出力軸３９の基端部（図１０の左端部）に固設されている。又、上記各遊星歯車素子３８ａ、３８ｂは、互いに噛合すると共に、一方の遊星歯車素子３８ａが上記太陽歯車３１ｂに、他方の遊星歯車素子３８ｂが、上記第二のキャリア３７の周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車４０に、それぞれ噛合している。又、上記リング歯車３６と上記第二のキャリア３７とを低速用クラッチ４１により係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車４０とハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ４２により係脱自在としている。
【００１７】
上述の様な、図１０に示した無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ４１を接続すると共に上記高速用クラッチ４２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３６を介して上記出力軸３９に伝えられる。そして、前記トロイダル型無段変速機２６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３９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２６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３９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。
【００１８】
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２６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２８及び第一の伝達軸３０と太陽歯車３４と中空回転軸３３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２６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。
【００１９】
これに対して、上記低速用クラッチ４１の接続を断ち、上記高速用クラッチ４２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３０、３２を介して上記出力軸３９に伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機２６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２６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２６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６、６にトルクを付加する方向に加わる。
【００２０】
例えば図１０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３９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３９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２６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２６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３９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２６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２６の耐久性を、このトロイダル型無段変速機２６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３９を停止させる為、駆動源を含めた制御が必要になる。
【００２１】
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２６の変速比が僅かに変化した場合にも、上記出力軸３９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２６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２６の変速比調節が厳密に行なわれず、上記出力軸３９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２６の変速比調節が厳密に行なわれず、上記出力軸３９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２６の変速比調節を厳密に行なう必要がある。
【００２２】
この様な点を考慮して、特許文献４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４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。
【００２３】
特に、図５〜７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２６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４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。
【００２４】
【特許文献１】
特開２００２−３１０２５２号公報
【特許文献２】
特開２０００−６５１９３号公報
【特許文献３】
特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献４】
特開平１０−１０３４６１号公報
【非特許文献１】
田中裕久著「トロイダルＣＶＴ」株式会社コロナ社、２０００年７月１３日、ｐ．１３〜１４
【非特許文献２】
「NSK Technical Journal No.670」２０００年、ｐ．８
【００２５】
【先発明の説明】
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１１は、この様な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１１に示した無段変速装置は、前述の図１０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２７ａ部分の構造を工夫する事により、この遊星歯車式変速機２７ａ部分の組立性を向上させている。
【００２６】
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２８ａ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４３、４４を支持している。即ち、これら第一、第二の遊星歯車４３、４４は、それぞれ１対ずつの遊星歯車素子４５ａ、４５ｂ、４６ａ、４６ｂにより構成している。そして、これら各遊星歯車素子４５ａ、４５ｂ、４６ａ、４６ｂを、互いに噛合させると共に、内径側の遊星歯車素子４５ａ、４６ａを、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３３ａの先端部（図１１の右端部）及び伝達軸４７の一端部（図１１の左端部）にそれぞれ固設した第一、第二の太陽歯車４８、４９に、外径側の遊星歯車素子４５ｂ、４６ｂをリング歯車５０に、それぞれ噛合させている。
【００２７】
一方、上記伝達軸４７の他端部（図１１の右端部）に固設した第三の太陽歯車５１の周囲に設けた第二のキャリア３７ａに遊星歯車素子５２ａ、５２ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア３７ａは、上記入力軸１と同心に配置された出力軸３９ａ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５２ａ、５２ｂは、互いに噛合すると共に、内径側の遊星歯車素子５２ａを上記第三の太陽歯車５１に、外径側の遊星歯車素子５２ｂを、上記第二のキャリア３７ａの周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車４０ａに、それぞれ噛合させている。又、上記リング歯車５０と上記第二のキャリア３７ａとを低速用クラッチ４１ａにより係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車４０ａとハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ４２ａにより係脱自在としている。
【００２８】
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４１ａを接続し、上記高速用クラッチ４２ａ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５０を介して上記出力軸３９ａに伝えられる。そして、トロイダル型無段変速機２６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３９ａ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２６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５０の歯数ｍ50と前記第一の太陽歯車４８の歯数ｍ48との比をｉ1 （＝ｍ50／ｍ48）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１２に線分αで示す様に変化する。
【００２９】
これに対して、上記低速用クラッチ４１ａの接続を断ち、上記高速用クラッチ４２ａ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４３、上記リング歯車５０、前記第二の遊星歯車４４、前記伝達軸４７、前記各遊星歯車素子５２ａ、５２ｂ、上記第二のキャリア３７ａを介して、上記出力軸３９ａに伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機２６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２６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５０の歯数ｍ50と前記第一太陽歯車４８の歯数ｍ48との比（ｍ50／ｍ48）を、ｉ2 は上記リング歯車５０の歯数ｍ50と前記第二の太陽歯車４９の歯数ｍ49との比（ｍ50／ｍ49）を、ｉ3 は前記第二のリング歯車４０ａの歯数ｍ40と前記第三の太陽歯車５１の歯数ｍ51との比（ｍ40／ｍ51）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１２に線分βで示す様に変化する。
【００３０】
上述の様に構成し作用する無段変速装置の場合、図１２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３９ａ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３９ａを停止させたり、或は極く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２６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。
【００３１】
又、上記微速運行時、出力軸３９ａ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３９ａの回転速度が大幅に遅い状態では、この出力軸３９ａ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。
【００３２】
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１０に示す従来構造と同様に、入力軸１からキャリヤ２８ａ及び第一の遊星歯車４３と第一の太陽歯車４８と中空回転軸３３ａ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（図１０参照）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。
【００３３】
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１３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１３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２６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４１ａを接続し、前記高速用クラッチ４２ａ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３９ａ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２６の変速比を設定する。
【００３４】
又、上記トロイダル型無段変速機２６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２４ａ、２４ｂ（図７、１５参照）の圧力差を、油圧センサ５３（後述する図１参照）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２６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２６を通過するトルク（通過トルク）ＴCVU を算出する。
【００３５】
即ち、上記圧力差は、上記トロイダル型無段変速機２６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２６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２６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。
【００３６】
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２６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４３に関する遊星歯車変速機の歯数比（リング歯車５０の歯数ｍ50と第一の太陽歯車４８の歯数ｍ48との比）を、ηCVU は上記トロイダル型無段変速機２６の効率を、それぞれ表している。
【００３７】
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２６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２６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。
【００３８】
例えば、図１３に示す様に、上記トロイダル型無段変速機２６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６、７、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２６の変速比を、増速側に変速する。
【００３９】
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２６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６、７、９、１０参照）との当接部（トラクション部）で生じる滑り（クリープ）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２６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。
【００４０】
例えば、図１３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２６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２６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。
【００４１】
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２６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２６の変速制御だけでは、このトロイダル型無段変速機２６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２６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。
【００４２】
尚、図１４は、上記トロイダル型無段変速機２６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２６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２６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２６の変速比ｅCVU を規制するものである。
【００４３】
先発明の場合、この様に上記トロイダル型無段変速機２６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、即ち、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２６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２６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。
【００４４】
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３９ａ（図１１）には、上記トロイダル型無段変速機２６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３９ａ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。
【００４５】
次に、上述の様にトロイダル型無段変速機２６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２６の変速比を制御する部分の回路に就いて、図１５により説明する。トラニオン７を枢軸９、９（図７参照）の軸方向（図１５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２４ａ、２４ｂ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８２とリンク腕８３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。
【００４６】
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８２の先端部を上記リンク腕８３の中間部に枢支すると共に、このリンク腕８３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８３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２６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２６の変速比ｅCVU を調節する様にしている。
【００４７】
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２４ａ、２４ｂ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２６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２４ａ、２４ｂ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。
【００４８】
上記トロイダル型無段変速機２６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２４ａ、２４ｂ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２６の変速比は変わらない（補正されない）。
【００４９】
一方、上記トロイダル型無段変速機２６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２４ａ、２４ｂ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２６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１３〜１４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２６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２６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。
【００５０】
【発明が解決しようとする課題】
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、運転者に違和感を与えない事を考慮した場合には、更なる改良を施す余地がある。即ち、停車時若しくは極低速走行時には、上記トロイダル型無段変速比の変速比が無限大若しくは極大である為、前述した「回転駆動力＝回転速度×トルク」の関係から明らかな通り、上記トロイダル型無段変速機の変速比が僅かに変動しただけでも、このトロイダル型無段変速機を通過して出力軸に加わるトルクが大きく変動する。この為、ブレーキペダルを踏み込んで車両を停止させたままとする場合に、何らかの外乱が作用して上記トロイダル型無段変速機の変速比が変動すると、車両を停止させる為にブレーキペダルを踏み込んでおく為に要する踏力、若しくは、クリープ力に基づいてブレーキペダルを踏みつつ極低速で走行させる為にブレーキペダルを踏む為に要する踏力が大きく変動する。この様な踏力の変動は、運転者に違和感を与えるだけでなく、この運転者の疲労を増大させる原因となる為、好ましくない。
本発明の無段変速装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００５１】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速装置は、前述の図１０に示した従来から知られている、或は図１１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、これら両ディスクを互いに近づけ合う方向に押圧する油圧式の押圧装置とを備えたものである。この油圧式の押圧装置は、前述の図８に示した様な純油圧式のものでも、或は図９に示した様な、機械式のローディングカム装置と油圧式の押圧装置とを組み合わせたものでも良い。要は、押圧力を油圧で調整できるものであれば良い。
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。
【００５２】
更に、上記制御器は、次の▲１▼▲２▼の機能を有するものである。
▲１▼ 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、上記入力軸を一方向に回転させた状態のまま上記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。
▲２▼ 車両が停止若しくは極低速走行時（例えば、車速が２km/h以下、更に好ましくは１km/h以下の場合）に上記押圧装置が発生する押圧力を、通常走行時（車速が２km/hを越える場合、更に好ましくは１km/hを越える場合）に発生する押圧力に比べて小さくする機能。
【００５３】
尚、好ましくは、請求項２に記載した様に、上記制御器に、車両が停止若しくは極低速走行時に、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（前述した先発明の機能）を持たせる。
又、本発明を実施する場合に、請求項３に記載した様に、上記制御器の▲２▼の機能は、入力軸を回転させたまま出力軸を停止させる状態時にのみ、押圧装置が発生する押圧力を、他の状態の場合に比べて小さくするものとする事もできる。
【００５４】
【作用】
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の変速比の変動に伴う、このトロイダル型無段変速機を通過するトルクの変動を低く抑える事ができる。即ち、停止若しくは極低速走行時に、押圧装置が発生する押圧力を小さくすると、トラクション部のトラクション係数が高くなり、このトラクション部のクリープ量（滑り量）が多くなる。この為、外乱によりこのトロイダル型無段変速機の変速比が多少変動した場合でも、このトロイダル型無段変速機を通過するトルクの変動を小さく抑えられる。この結果、車両を停止若しくは極低速で走行させる際に、外乱により上記トロイダル型無段変速機の変速比が多少変動した場合でも、ブレーキペダルを踏み込む為に要する踏力の変動を低く抑えられる。
これに対して、車両を通常走行させる際には、上記押圧装置が発生する押圧力が十分に大きくなる。この状態では、上記トラクション部のクリープ量が少なくなり、このトラクション部での伝達効率を確保できる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
図１、４は、本発明の実施の形態の第１例を示している。先ず、図１のブロック図により、本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、車両の停止若しくは極低速走行時にトロイダル型無段変速機２６の変速比が多少変動した場合でも、このトロイダル型無段変速機２６を通過して出力軸３９ａに伝わるトルクが変動する事を抑える点にある。図面に現れる無段変速装置自体の構造は、前述の図１０に示した従来構造、或は図１１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、この図１１と同等部分に関しては、できる限り、この図１１に使用した符号を付して説明する。
【００５６】
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２６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２６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２６を介して、差動ユニットである遊星歯車式変速機２７ａに伝達される。そして、この遊星歯車式変速機２７ａ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３９ａに取り出される。尚、このクラッチ装置６５は、上記図１１に示した低速用クラッチ４１ａ及び高速用クラッチ４２ａ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３９ａの回転速度を検出自在としている。
【００５７】
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を支持したトラニオン７を変位させるアクチュエータ１０（例えば図１５参照）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１５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４に記載した、高速用切換弁６９及び低速用切換弁７０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２４ａ、２４ｂ（図４、７、１５参照）内の油圧を（実際には１対の）油圧センサ５３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５３からの信号に基づいて、上記トロイダル型無段変速機２６の通過トルクを算出する。
【００５８】
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７１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６９及び低速用切換弁７０を切り換える為のシフト用電磁弁７２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７１と、電磁弁５７ａ（５７ｂ）と、シフト用電磁弁７２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。
【００５９】
又、この制御器６４には、前記各回転センサ６２、６３、６６からの信号の他、油温センサ７３の検出信号と、ポジションスイッチ７４の位置信号と、アクセルセンサ７５の検出信号と、ブレーキスイッチ７６の信号とを入力している。このうちの油温センサ７３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７４は、後述する図４に記載した手動油圧切換弁７７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７５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７６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。
【００６０】
上記制御器６４は、上記各スイッチ７４、７６及びセンサ６２、６３、６６、７３、７５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７１と、電磁弁５７ａ（５７ｂ）と、シフト用電磁弁７２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３９ａ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２６を通過するトルクを制御する。
【００６１】
又、本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７４、上記アクセルセンサ７５からの信号に基づいて、車両が停止若しくは極低速走行時に、前記押圧装置２３ａが発生する押圧力を、通常走行時に発生する押圧力に比べて小さくする。即ち、上記ポジションスイッチ７４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）に位置し、車速が０若しくは極低速（例えば１km/h以下）であり、しかも上記アクセルセンサ７５からの信号により、運転者がアクセルペダルを踏み込んでいないと判断される場合に、上記押圧装置２３ａに導入する油圧を下げる。この結果、前記入力側ディスク２を前記出力側ディスク５ａに押圧する力が低くなり、これら両ディスク２、５ａの内側面と前記パワーローラ６の周面との転がり接触部、即ち、トラクション部の面圧（∝法線力Ｆc ）が下がる。そして、このトラクション部のトラクション係数μt が高くなる。
【００６２】
非特許文献１の第１３頁に記載されている様に、上記トラクション係数μt は、上記トラクション部の法線力Ｆc に対する接線力Ｆt の比として定義されるものである（μt ＝Ｆt ／Ｆc ）。この様なトラクション係数μt の大小は、非特許文献１の第１４頁に記載されている図２．９、並びに非特許文献２の第８頁の図７に記載されている様に、上記トラクション部での滑り率（＝クリープ率＝トラクション部の周速ｕに対する滑り量△ｕの比＝△ｕ／ｕ）に影響する。例えば、図２は、上記非特許文献２の第８頁に図７として記載されている、トラクション係数μt （縦軸）とクリープ率（横軸）との関係を示している。尚、この図２に記載したθ0 とは、パワーローラ６の揺動中心軸とこのパワーローラ６の直径方向反対側２個所位置に存在するトラクション部の中心とを結ぶ直線同士の交差角度の１／２として定義される、半頂角である。上記トラクション係数μt とクリープ率との関係は、半頂角の相違により異なるが、何れの場合でも、実際にトロイダル型無段変速機で利用される、クリープ率が低い範囲（図２で、各曲線の頂点よりも左側部分）では、トラクション係数μt が高くなる程クリープ率△ｕ／ｕが高くなる。
【００６３】
従って、前述した様に、車速が０若しくは極低速の際に前記押圧装置２３ａが発生する押圧力を小さくし、上記トラクション部のトラクション係数μt を高くする事は、このトラクション部のクリープ率（滑り率）が高くなる事に繋がる。この為、外乱により前記トロイダル型無段変速機２６の変速比が多少変動した場合でも、このトロイダル型無段変速機２６を通過するトルクの変動を小さく抑えられる。即ち、図３に実線ａ及び破線ｂで示す様に、トラクション部でのクリープ率が高くなる（滑り量が多くなる）程、前記出力軸３９ａに伝わるトルク（トロイダル型無段変速機２６を通過するトルク）は高くなる。前記押圧装置２３ａが発生する押圧力が高く、上記トラクション部のトラクション係数μt が低い場合（例えば図２のｂ点で運転する場合）には、図３に破線ｂで示す様に、トロイダル型無段変速機を通過するトルクの変動が大きくなる。これに対して、上記押圧装置２３ａが発生する押圧力が低く、上記トラクション部のトラクション係数μt が高い場合（例えば図２のａ点で運転する場合）には、図３に実線ａで示す様に、トロイダル型無段変速機を通過するトルクの変動が小さくなる。即ち、押圧力を小さくする事で、クリープ率の変動に対する通過トルクの変動を緩やかにして、外乱等に基づくクリープ力の変動を小さく抑えられる。
【００６４】
この結果、車両を停止若しくは極低速で走行させる際に、外乱により上記トロイダル型無段変速機２６の変速比が多少変動した場合でも、ブレーキペダルを踏み込む為に要する踏力の変動を低く抑えられる。そして、運転者に違和感を与えたり、運転者が疲労する事を防止できる。又、上記押圧装置２３ａに供給する油圧を低く抑える事で、給油ポンプの駆動トルクを低減し、燃費改善にも寄与できる。
これに対して、車両を通常走行させる際には、上記押圧装置２３ａが発生する押圧力が十分に大きくなる。この状態では、上記トラクション部のクリープ量が少なくなり、このトラクション部での伝達効率を確保できる。
要するに本例の無段変速機は、通常走行時には上記押圧装置２３ａが発生する押圧力を十分に大きくして、上記トラクション部のトラクション係数及びクリープ率を図２のｂ点の状態で運転し、伝達効率を確保する。これに対して、車両を停止若しくは極低速で走行させる際には、上記押圧装置２３ａが発生する押圧力を小さくして、上記トラクション部のトラクション係数及びクリープ率を図２のａ点の状態で運転し、出力軸３９ａのトルクの変動を抑える。
【００６５】
更に本例の無段変速装置の場合には、前記出力軸回転センサ６６、前記ポジションスイッチ７４、前記ブレーキスイッチ７６からの信号に基づいて、上記トロイダル型無段変速機２６の通過トルクの目標値（前述の図１３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７４からの信号に基づき、前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）に切り換えられている場合で、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１３のａ点を縦軸の下方にずらせる）。この結果、上記出力軸３９ａ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。
【００６６】
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４１ａ、４２ａ）の接続を断ち、上記出力軸３９ａ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。
【００６７】
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４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１５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。
【００６８】
図４に示した油圧回路では、油溜７９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、ライン圧制御用電磁弁調圧弁８０ａ、８０ｂ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、上述した図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８０ａ、８０ｂのうち、次述する手動油圧切換弁７７側に送る油圧を調整する為の調圧弁８０ａによる調整圧を、ライン圧制御用電磁開閉弁７１の開閉に基づいて調節自在としている。そして、上記両調圧弁８０ａ、８０ｂ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。
【００６９】
又、上記圧油を、前記油圧式の押圧装置２３ａに送り込む様にしている。又、この圧油は、手動油圧切換弁７７と、高速用切換弁６９又は低速用切換弁７０とを介して、低速用クラッチ４１（４１ａ）又は高速用クラッチ４２（４２ａ）の油圧室内に送り込み自在としている。上記各切換弁７７、６９、７０のうち、上記手動油圧切換弁７７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７７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７７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。
【００７０】
又、上記高速用、低速用両切換弁６９、７０はそれぞれ、シフト用電磁弁７２により切り換えられるシフト用切換弁８１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６９（又は７０）が高速用クラッチ４２（又は低速用クラッチ４１）の油圧室に圧油を送り込む際には、他方の切換弁７０（又は６９）が低速用クラッチ４１（又は高速用クラッチ４２）の油圧室から圧油を排出する。
【００７１】
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１０に示した従来から知られている、或は図１１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３９、３９ａと、トロイダル型無段変速機２６と、差動ユニットである遊星歯車式変速機２７、２７ａ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４１、４１ａ及び高速用クラッチ４２、４２ａ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４１、４１ａ、４２、４２ａの断接及び上記トロイダル型無段変速機２６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７７を切り換え自在としている。
【００７２】
特に、本例の無段変速装置の場合には、上記制御器は、次の(1) 〜(6) 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４１、４１ａを接続し、上記高速用クラッチ４２、４２ａ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２６の変速比を調節して上記遊星歯車式変速機２７、２７ａ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３９、３９ａ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の▲１▼の機能）。
この機能に関しては、前述の図１０に示した従来から知られている、或は図１１に示した先発明に係る無段変速装置と同様である。
【００７３】
(2) 高速モード時、即ち、上記低速用クラッチ４１、４１ａの接続を断ち、上記高速用クラッチ４２、４２ａ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２６の変速比を変える事により、上記入力軸１と上記出力軸３９、３９ａ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１０に示した従来から知られている、或は図１１に示した先発明に係る無段変速装置と同様である。
【００７４】
(3) 低速モード時、即ち、上記低速用クラッチ４１、４１ａを接続し、上記高速用クラッチ４２、４２ａ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２６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２６を通過するトルクを調節する機能（請求項２の機能）。
この機能に関しては、前述の図１３〜１５により説明した、先発明の場合と同様である。
【００７５】
(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４１、４１ａ及び上記高速用クラッチ４２、４２ａの接続を総て断つ機能。
【００７６】
(5) 車両が停止若しくは極低速走行時に前記押圧装置２３ａが発生する押圧力を、通常走行時に発生する押圧力に比べて小さくする機能（請求項１の▲２▼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１〜３を使用して先に詳しく説明した通りである。
【００７７】
(6) 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２６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。
この機能も、前述した通りである。
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２６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２４ａ、２４ｂ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。
【００７８】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、車両の停止時若しくは極低速走行時に、出力軸に伝達される駆動トルクの変動を小さく抑える事ができる。この為、車両を停止状態若しくは極低速状態に維持する為の要す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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、無段変速装置の変速制御装置のブロック図。
【図２】トラクション係数とクリープ率との関係を示す線図。
【図３】トロイダル型無段変速機を通過するトルクとトラクション部のクリープ率との関係を示す線図。
【図４】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。
【図５】従来から知られているトロイダル型無段変速機の第１例を示す断面図。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図。
【図７】同Ｂ−Ｂ断面図。
【図８】従来から知られているトロイダル型無段変速機の第２例を示す断面図。
【図９】同第３例を示す断面図。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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、２３ｂ 押圧装置
２４ａ、２４ｂ 油圧室
２５ 発進クラッチ
２６ トロイダル型無段変速機
２７、２７ａ 遊星歯車式変速機
２８、２８ａ キャリア
２９ａ、２９ｂ 遊星歯車素子
３０ 第一の伝達軸
３１ａ、３１ｂ 太陽歯車
３２ 第二の伝達軸
３３、３３ａ 中空回転軸
３４ 太陽歯車
３５ 遊星歯車素子
３６ リング歯車
３７、３７ａ 第二のキャリア
３８ａ、３８ｂ 遊星歯車素子
３９、３９ａ 出力軸
４０、４０ａ 第二のリング歯車
４１、４１ａ 低速用クラッチ
４２、４２ａ 高速用クラッチ
４３ 第一の遊星歯車
４４ 第二の遊星歯車
４５ａ、４５ｂ 遊星歯車素子
４６ａ、４６ｂ 遊星歯車素子
４７ 伝達軸
４８ 第一の太陽歯車
４９ 第二の太陽歯車
５０ リング歯車
５１ 第三の太陽歯車
５２ａ、５２ｂ 遊星歯車素子
５３ 油圧センサ
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 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 高速用切換弁
７０ 低速用切換弁
７１ ライン圧制御用電磁弁
７２ シフト用電磁弁
７３ 油温センサ
７４ ポジションスイッチ
７５ アクセルセンサ
７６ ブレーキスイッチ
７７ 手動油圧切換弁
７８ エンジンコントローラ
７９ 油溜
８０ａ、８０ｂ 調圧弁
８１ シフト用切換弁
８２ ロッド
８３ リンク腕
【発明の属する技術分野】
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、停車時若しくは極低速での特性を向上させるものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用自動変速装置として、図５〜７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。
【０００３】
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５、７の上下方向、図６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。
【０００４】
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７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。
【０００５】
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７の左右方向、図５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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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５、６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。
【００１０】
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の内側面との転がり接触部（トラクション部）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２４ａ、２４ｂ同士の間の圧力差は、上記力２Ｆｔの大きさに比例する。
【００１１】
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６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６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６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６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。
【００１２】
上述の図５〜７に示したトロイダル型無段変速機の場合、ローディングカム式の押圧装置２３を使用している為、この押圧装置２３が発生する押圧力は、上記入力軸１に加わるトルクに応じて変化するのみである。これに対して、特許文献１には、図８に示す様な、純油圧式の押圧装置２３ａが、特許文献２には、図９に示す様な、機械式と油圧式とを組み合わせた押圧装置２３ｂが、それぞれ記載されている。このうち、図８に示した純油圧式の押圧装置２３ａの場合には、トラクション部で必要とする面圧は、油圧のみで発生させる。これに対して、図９に示した機械式と油圧式とを組み合わせた押圧装置２３ｂの場合、機械式に発生した押圧力の不足分を、油圧式に発生させる。何れの構造の場合でも、上記トラクション部の面圧を電気的に（油圧を制御する事により所望の値に）調節できる。
【００１３】
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。上記特許文献１に記載されたものもその一種であるが、この構造は、高速走行時に於ける、トロイダル型無段変速機２６を通過するトルクの低減と、伝達効率の向上とを目的としたものである。この様な特許文献１に記載された構造は、パワー・スプリット型と呼ばれるもので、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、逆転に切り換える事はできない。この為、トルクコンバータ、電磁クラッチ等の発進クラッチ２５が必要になる。
【００１４】
これに対して特許文献３には、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無段変速装置が記載されている。図１０は、この様な特許文献３に記載された無段変速装置を示している。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速機２６と遊星歯車式変速機２７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２６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。
【００１５】
又、上記遊星歯車式変速機２７は、上記入力軸１及び一方（図１０の右方）の入力側ディスク２に結合固定されたキャリア２８を備える。このキャリア２８の径方向中間部に、その両端部にそれぞれ遊星歯車素子２９ａ、２９ｂを固設した第一の伝達軸３０を、回転自在に支持している。又、上記キャリア２８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３１ａ、３１ｂを固設した第二の伝達軸３２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２９ａ、２９ｂと、上記出力側ディスク５ａにその基端部（図１０の左端部）を結合した中空回転軸３３の先端部（図１０の右端部）に固設した太陽歯車３４又は上記第二の伝達軸３２の一端部（図１０の左端部）に固設した太陽歯車３１ａとを、それぞれ噛合させている。又、一方（図１０の左方）の遊星歯車素子２９ａを、別の遊星歯車素子３５を介して、上記キャリア２８の周囲に回転自在に設けたリング歯車３６に噛合させている。
【００１６】
一方、上記第二の伝達軸３２の他端部（図１０の右端部）に固設した太陽歯車３１ｂの周囲に設けた第二のキャリア３７に遊星歯車素子３８ａ、３８ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア３７は、上記入力軸１及び第二の伝達軸３２と同心に配置された、出力軸３９の基端部（図１０の左端部）に固設されている。又、上記各遊星歯車素子３８ａ、３８ｂは、互いに噛合すると共に、一方の遊星歯車素子３８ａが上記太陽歯車３１ｂに、他方の遊星歯車素子３８ｂが、上記第二のキャリア３７の周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車４０に、それぞれ噛合している。又、上記リング歯車３６と上記第二のキャリア３７とを低速用クラッチ４１により係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車４０とハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ４２により係脱自在としている。
【００１７】
上述の様な、図１０に示した無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ４１を接続すると共に上記高速用クラッチ４２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３６を介して上記出力軸３９に伝えられる。そして、前記トロイダル型無段変速機２６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３９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２６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３９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。
【００１８】
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２６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２８及び第一の伝達軸３０と太陽歯車３４と中空回転軸３３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２６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。
【００１９】
これに対して、上記低速用クラッチ４１の接続を断ち、上記高速用クラッチ４２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３０、３２を介して上記出力軸３９に伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機２６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２６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２６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６、６にトルクを付加する方向に加わる。
【００２０】
例えば図１０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３９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３９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２６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２６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３９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２６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２６の耐久性を、このトロイダル型無段変速機２６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３９を停止させる為、駆動源を含めた制御が必要になる。
【００２１】
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２６の変速比が僅かに変化した場合にも、上記出力軸３９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２６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２６の変速比調節が厳密に行なわれず、上記出力軸３９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２６の変速比調節が厳密に行なわれず、上記出力軸３９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２６の変速比調節を厳密に行なう必要がある。
【００２２】
この様な点を考慮して、特許文献４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４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。
【００２３】
特に、図５〜７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２６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４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。
【００２４】
【特許文献１】
特開２００２−３１０２５２号公報
【特許文献２】
特開２０００−６５１９３号公報
【特許文献３】
特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献４】
特開平１０−１０３４６１号公報
【非特許文献１】
田中裕久著「トロイダルＣＶＴ」株式会社コロナ社、２０００年７月１３日、ｐ．１３〜１４
【非特許文献２】
「NSK Technical Journal No.670」２０００年、ｐ．８
【００２５】
【先発明の説明】
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１１は、この様な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１１に示した無段変速装置は、前述の図１０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２７ａ部分の構造を工夫する事により、この遊星歯車式変速機２７ａ部分の組立性を向上させている。
【００２６】
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２８ａ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４３、４４を支持している。即ち、これら第一、第二の遊星歯車４３、４４は、それぞれ１対ずつの遊星歯車素子４５ａ、４５ｂ、４６ａ、４６ｂにより構成している。そして、これら各遊星歯車素子４５ａ、４５ｂ、４６ａ、４６ｂを、互いに噛合させると共に、内径側の遊星歯車素子４５ａ、４６ａを、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３３ａの先端部（図１１の右端部）及び伝達軸４７の一端部（図１１の左端部）にそれぞれ固設した第一、第二の太陽歯車４８、４９に、外径側の遊星歯車素子４５ｂ、４６ｂをリング歯車５０に、それぞれ噛合させている。
【００２７】
一方、上記伝達軸４７の他端部（図１１の右端部）に固設した第三の太陽歯車５１の周囲に設けた第二のキャリア３７ａに遊星歯車素子５２ａ、５２ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア３７ａは、上記入力軸１と同心に配置された出力軸３９ａ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５２ａ、５２ｂは、互いに噛合すると共に、内径側の遊星歯車素子５２ａを上記第三の太陽歯車５１に、外径側の遊星歯車素子５２ｂを、上記第二のキャリア３７ａの周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車４０ａに、それぞれ噛合させている。又、上記リング歯車５０と上記第二のキャリア３７ａとを低速用クラッチ４１ａにより係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車４０ａとハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ４２ａにより係脱自在としている。
【００２８】
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４１ａを接続し、上記高速用クラッチ４２ａ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５０を介して上記出力軸３９ａに伝えられる。そして、トロイダル型無段変速機２６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３９ａ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２６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５０の歯数ｍ50と前記第一の太陽歯車４８の歯数ｍ48との比をｉ1 （＝ｍ50／ｍ48）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１２に線分αで示す様に変化する。
【００２９】
これに対して、上記低速用クラッチ４１ａの接続を断ち、上記高速用クラッチ４２ａ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４３、上記リング歯車５０、前記第二の遊星歯車４４、前記伝達軸４７、前記各遊星歯車素子５２ａ、５２ｂ、上記第二のキャリア３７ａを介して、上記出力軸３９ａに伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機２６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２６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５０の歯数ｍ50と前記第一太陽歯車４８の歯数ｍ48との比（ｍ50／ｍ48）を、ｉ2 は上記リング歯車５０の歯数ｍ50と前記第二の太陽歯車４９の歯数ｍ49との比（ｍ50／ｍ49）を、ｉ3 は前記第二のリング歯車４０ａの歯数ｍ40と前記第三の太陽歯車５１の歯数ｍ51との比（ｍ40／ｍ51）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１２に線分βで示す様に変化する。
【００３０】
上述の様に構成し作用する無段変速装置の場合、図１２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３９ａ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３９ａを停止させたり、或は極く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２６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。
【００３１】
又、上記微速運行時、出力軸３９ａ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３９ａの回転速度が大幅に遅い状態では、この出力軸３９ａ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。
【００３２】
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１０に示す従来構造と同様に、入力軸１からキャリヤ２８ａ及び第一の遊星歯車４３と第一の太陽歯車４８と中空回転軸３３ａ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（図１０参照）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。
【００３３】
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１３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１３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２６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４１ａを接続し、前記高速用クラッチ４２ａ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３９ａ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２６の変速比を設定する。
【００３４】
又、上記トロイダル型無段変速機２６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２４ａ、２４ｂ（図７、１５参照）の圧力差を、油圧センサ５３（後述する図１参照）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２６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２６を通過するトルク（通過トルク）ＴCVU を算出する。
【００３５】
即ち、上記圧力差は、上記トロイダル型無段変速機２６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２６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２６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。
【００３６】
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２６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４３に関する遊星歯車変速機の歯数比（リング歯車５０の歯数ｍ50と第一の太陽歯車４８の歯数ｍ48との比）を、ηCVU は上記トロイダル型無段変速機２６の効率を、それぞれ表している。
【００３７】
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２６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２６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。
【００３８】
例えば、図１３に示す様に、上記トロイダル型無段変速機２６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６、７、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２６の変速比を、増速側に変速する。
【００３９】
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２６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６、７、９、１０参照）との当接部（トラクション部）で生じる滑り（クリープ）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２６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。
【００４０】
例えば、図１３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２６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２６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。
【００４１】
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２６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２６の変速制御だけでは、このトロイダル型無段変速機２６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２６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。
【００４２】
尚、図１４は、上記トロイダル型無段変速機２６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２６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２６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２６の変速比ｅCVU を規制するものである。
【００４３】
先発明の場合、この様に上記トロイダル型無段変速機２６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、即ち、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２６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２６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。
【００４４】
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３９ａ（図１１）には、上記トロイダル型無段変速機２６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３９ａ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。
【００４５】
次に、上述の様にトロイダル型無段変速機２６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２６の変速比を制御する部分の回路に就いて、図１５により説明する。トラニオン７を枢軸９、９（図７参照）の軸方向（図１５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２４ａ、２４ｂ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８２とリンク腕８３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。
【００４６】
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８２の先端部を上記リンク腕８３の中間部に枢支すると共に、このリンク腕８３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８３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２６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２６の変速比ｅCVU を調節する様にしている。
【００４７】
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２４ａ、２４ｂ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２６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２４ａ、２４ｂ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。
【００４８】
上記トロイダル型無段変速機２６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２４ａ、２４ｂ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２６の変速比は変わらない（補正されない）。
【００４９】
一方、上記トロイダル型無段変速機２６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２４ａ、２４ｂ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２６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１３〜１４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２６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２６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。
【００５０】
【発明が解決しようとする課題】
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、運転者に違和感を与えない事を考慮した場合には、更なる改良を施す余地がある。即ち、停車時若しくは極低速走行時には、上記トロイダル型無段変速比の変速比が無限大若しくは極大である為、前述した「回転駆動力＝回転速度×トルク」の関係から明らかな通り、上記トロイダル型無段変速機の変速比が僅かに変動しただけでも、このトロイダル型無段変速機を通過して出力軸に加わるトルクが大きく変動する。この為、ブレーキペダルを踏み込んで車両を停止させたままとする場合に、何らかの外乱が作用して上記トロイダル型無段変速機の変速比が変動すると、車両を停止させる為にブレーキペダルを踏み込んでおく為に要する踏力、若しくは、クリープ力に基づいてブレーキペダルを踏みつつ極低速で走行させる為にブレーキペダルを踏む為に要する踏力が大きく変動する。この様な踏力の変動は、運転者に違和感を与えるだけでなく、この運転者の疲労を増大させる原因となる為、好ましくない。
本発明の無段変速装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００５１】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速装置は、前述の図１０に示した従来から知られている、或は図１１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、これら両ディスクを互いに近づけ合う方向に押圧する油圧式の押圧装置とを備えたものである。この油圧式の押圧装置は、前述の図８に示した様な純油圧式のものでも、或は図９に示した様な、機械式のローディングカム装置と油圧式の押圧装置とを組み合わせたものでも良い。要は、押圧力を油圧で調整できるものであれば良い。
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。
【００５２】
更に、上記制御器は、次の▲１▼▲２▼の機能を有するものである。
▲１▼ 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、上記入力軸を一方向に回転させた状態のまま上記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。
▲２▼ 車両が停止若しくは極低速走行時（例えば、車速が２km/h以下、更に好ましくは１km/h以下の場合）に上記押圧装置が発生する押圧力を、通常走行時（車速が２km/hを越える場合、更に好ましくは１km/hを越える場合）に発生する押圧力に比べて小さくする機能。
【００５３】
尚、好ましくは、請求項２に記載した様に、上記制御器に、車両が停止若しくは極低速走行時に、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（前述した先発明の機能）を持たせる。
又、本発明を実施する場合に、請求項３に記載した様に、上記制御器の▲２▼の機能は、入力軸を回転させたまま出力軸を停止させる状態時にのみ、押圧装置が発生する押圧力を、他の状態の場合に比べて小さくするものとする事もできる。
【００５４】
【作用】
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の変速比の変動に伴う、このトロイダル型無段変速機を通過するトルクの変動を低く抑える事ができる。即ち、停止若しくは極低速走行時に、押圧装置が発生する押圧力を小さくすると、トラクション部のトラクション係数が高くなり、このトラクション部のクリープ量（滑り量）が多くなる。この為、外乱によりこのトロイダル型無段変速機の変速比が多少変動した場合でも、このトロイダル型無段変速機を通過するトルクの変動を小さく抑えられる。この結果、車両を停止若しくは極低速で走行させる際に、外乱により上記トロイダル型無段変速機の変速比が多少変動した場合でも、ブレーキペダルを踏み込む為に要する踏力の変動を低く抑えられる。
これに対して、車両を通常走行させる際には、上記押圧装置が発生する押圧力が十分に大きくなる。この状態では、上記トラクション部のクリープ量が少なくなり、このトラクション部での伝達効率を確保できる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
図１、４は、本発明の実施の形態の第１例を示している。先ず、図１のブロック図により、本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、車両の停止若しくは極低速走行時にトロイダル型無段変速機２６の変速比が多少変動した場合でも、このトロイダル型無段変速機２６を通過して出力軸３９ａに伝わるトルクが変動する事を抑える点にある。図面に現れる無段変速装置自体の構造は、前述の図１０に示した従来構造、或は図１１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、この図１１と同等部分に関しては、できる限り、この図１１に使用した符号を付して説明する。
【００５６】
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２６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２６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２６を介して、差動ユニットである遊星歯車式変速機２７ａに伝達される。そして、この遊星歯車式変速機２７ａ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３９ａに取り出される。尚、このクラッチ装置６５は、上記図１１に示した低速用クラッチ４１ａ及び高速用クラッチ４２ａ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３９ａの回転速度を検出自在としている。
【００５７】
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を支持したトラニオン７を変位させるアクチュエータ１０（例えば図１５参照）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１５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４に記載した、高速用切換弁６９及び低速用切換弁７０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２４ａ、２４ｂ（図４、７、１５参照）内の油圧を（実際には１対の）油圧センサ５３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５３からの信号に基づいて、上記トロイダル型無段変速機２６の通過トルクを算出する。
【００５８】
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７１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６９及び低速用切換弁７０を切り換える為のシフト用電磁弁７２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７１と、電磁弁５７ａ（５７ｂ）と、シフト用電磁弁７２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。
【００５９】
又、この制御器６４には、前記各回転センサ６２、６３、６６からの信号の他、油温センサ７３の検出信号と、ポジションスイッチ７４の位置信号と、アクセルセンサ７５の検出信号と、ブレーキスイッチ７６の信号とを入力している。このうちの油温センサ７３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７４は、後述する図４に記載した手動油圧切換弁７７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７５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７６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。
【００６０】
上記制御器６４は、上記各スイッチ７４、７６及びセンサ６２、６３、６６、７３、７５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７１と、電磁弁５７ａ（５７ｂ）と、シフト用電磁弁７２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３９ａ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２６を通過するトルクを制御する。
【００６１】
又、本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７４、上記アクセルセンサ７５からの信号に基づいて、車両が停止若しくは極低速走行時に、前記押圧装置２３ａが発生する押圧力を、通常走行時に発生する押圧力に比べて小さくする。即ち、上記ポジションスイッチ７４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）に位置し、車速が０若しくは極低速（例えば１km/h以下）であり、しかも上記アクセルセンサ７５からの信号により、運転者がアクセルペダルを踏み込んでいないと判断される場合に、上記押圧装置２３ａに導入する油圧を下げる。この結果、前記入力側ディスク２を前記出力側ディスク５ａに押圧する力が低くなり、これら両ディスク２、５ａの内側面と前記パワーローラ６の周面との転がり接触部、即ち、トラクション部の面圧（∝法線力Ｆc ）が下がる。そして、このトラクション部のトラクション係数μt が高くなる。
【００６２】
非特許文献１の第１３頁に記載されている様に、上記トラクション係数μt は、上記トラクション部の法線力Ｆc に対する接線力Ｆt の比として定義されるものである（μt ＝Ｆt ／Ｆc ）。この様なトラクション係数μt の大小は、非特許文献１の第１４頁に記載されている図２．９、並びに非特許文献２の第８頁の図７に記載されている様に、上記トラクション部での滑り率（＝クリープ率＝トラクション部の周速ｕに対する滑り量△ｕの比＝△ｕ／ｕ）に影響する。例えば、図２は、上記非特許文献２の第８頁に図７として記載されている、トラクション係数μt （縦軸）とクリープ率（横軸）との関係を示している。尚、この図２に記載したθ0 とは、パワーローラ６の揺動中心軸とこのパワーローラ６の直径方向反対側２個所位置に存在するトラクション部の中心とを結ぶ直線同士の交差角度の１／２として定義される、半頂角である。上記トラクション係数μt とクリープ率との関係は、半頂角の相違により異なるが、何れの場合でも、実際にトロイダル型無段変速機で利用される、クリープ率が低い範囲（図２で、各曲線の頂点よりも左側部分）では、トラクション係数μt が高くなる程クリープ率△ｕ／ｕが高くなる。
【００６３】
従って、前述した様に、車速が０若しくは極低速の際に前記押圧装置２３ａが発生する押圧力を小さくし、上記トラクション部のトラクション係数μt を高くする事は、このトラクション部のクリープ率（滑り率）が高くなる事に繋がる。この為、外乱により前記トロイダル型無段変速機２６の変速比が多少変動した場合でも、このトロイダル型無段変速機２６を通過するトルクの変動を小さく抑えられる。即ち、図３に実線ａ及び破線ｂで示す様に、トラクション部でのクリープ率が高くなる（滑り量が多くなる）程、前記出力軸３９ａに伝わるトルク（トロイダル型無段変速機２６を通過するトルク）は高くなる。前記押圧装置２３ａが発生する押圧力が高く、上記トラクション部のトラクション係数μt が低い場合（例えば図２のｂ点で運転する場合）には、図３に破線ｂで示す様に、トロイダル型無段変速機を通過するトルクの変動が大きくなる。これに対して、上記押圧装置２３ａが発生する押圧力が低く、上記トラクション部のトラクション係数μt が高い場合（例えば図２のａ点で運転する場合）には、図３に実線ａで示す様に、トロイダル型無段変速機を通過するトルクの変動が小さくなる。即ち、押圧力を小さくする事で、クリープ率の変動に対する通過トルクの変動を緩やかにして、外乱等に基づくクリープ力の変動を小さく抑えられる。
【００６４】
この結果、車両を停止若しくは極低速で走行させる際に、外乱により上記トロイダル型無段変速機２６の変速比が多少変動した場合でも、ブレーキペダルを踏み込む為に要する踏力の変動を低く抑えられる。そして、運転者に違和感を与えたり、運転者が疲労する事を防止できる。又、上記押圧装置２３ａに供給する油圧を低く抑える事で、給油ポンプの駆動トルクを低減し、燃費改善にも寄与できる。
これに対して、車両を通常走行させる際には、上記押圧装置２３ａが発生する押圧力が十分に大きくなる。この状態では、上記トラクション部のクリープ量が少なくなり、このトラクション部での伝達効率を確保できる。
要するに本例の無段変速機は、通常走行時には上記押圧装置２３ａが発生する押圧力を十分に大きくして、上記トラクション部のトラクション係数及びクリープ率を図２のｂ点の状態で運転し、伝達効率を確保する。これに対して、車両を停止若しくは極低速で走行させる際には、上記押圧装置２３ａが発生する押圧力を小さくして、上記トラクション部のトラクション係数及びクリープ率を図２のａ点の状態で運転し、出力軸３９ａのトルクの変動を抑える。
【００６５】
更に本例の無段変速装置の場合には、前記出力軸回転センサ６６、前記ポジションスイッチ７４、前記ブレーキスイッチ７６からの信号に基づいて、上記トロイダル型無段変速機２６の通過トルクの目標値（前述の図１３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７４からの信号に基づき、前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）に切り換えられている場合で、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１３のａ点を縦軸の下方にずらせる）。この結果、上記出力軸３９ａ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。
【００６６】
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４１ａ、４２ａ）の接続を断ち、上記出力軸３９ａ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。
【００６７】
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４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１５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。
【００６８】
図４に示した油圧回路では、油溜７９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、ライン圧制御用電磁弁調圧弁８０ａ、８０ｂ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、上述した図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８０ａ、８０ｂのうち、次述する手動油圧切換弁７７側に送る油圧を調整する為の調圧弁８０ａによる調整圧を、ライン圧制御用電磁開閉弁７１の開閉に基づいて調節自在としている。そして、上記両調圧弁８０ａ、８０ｂ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。
【００６９】
又、上記圧油を、前記油圧式の押圧装置２３ａに送り込む様にしている。又、この圧油は、手動油圧切換弁７７と、高速用切換弁６９又は低速用切換弁７０とを介して、低速用クラッチ４１（４１ａ）又は高速用クラッチ４２（４２ａ）の油圧室内に送り込み自在としている。上記各切換弁７７、６９、７０のうち、上記手動油圧切換弁７７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７７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７７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。
【００７０】
又、上記高速用、低速用両切換弁６９、７０はそれぞれ、シフト用電磁弁７２により切り換えられるシフト用切換弁８１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６９（又は７０）が高速用クラッチ４２（又は低速用クラッチ４１）の油圧室に圧油を送り込む際には、他方の切換弁７０（又は６９）が低速用クラッチ４１（又は高速用クラッチ４２）の油圧室から圧油を排出する。
【００７１】
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１０に示した従来から知られている、或は図１１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３９、３９ａと、トロイダル型無段変速機２６と、差動ユニットである遊星歯車式変速機２７、２７ａ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４１、４１ａ及び高速用クラッチ４２、４２ａ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４１、４１ａ、４２、４２ａの断接及び上記トロイダル型無段変速機２６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７７を切り換え自在としている。
【００７２】
特に、本例の無段変速装置の場合には、上記制御器は、次の(1) 〜(6) 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４１、４１ａを接続し、上記高速用クラッチ４２、４２ａ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２６の変速比を調節して上記遊星歯車式変速機２７、２７ａ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３９、３９ａ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の▲１▼の機能）。
この機能に関しては、前述の図１０に示した従来から知られている、或は図１１に示した先発明に係る無段変速装置と同様である。
【００７３】
(2) 高速モード時、即ち、上記低速用クラッチ４１、４１ａの接続を断ち、上記高速用クラッチ４２、４２ａ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２６の変速比を変える事により、上記入力軸１と上記出力軸３９、３９ａ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１０に示した従来から知られている、或は図１１に示した先発明に係る無段変速装置と同様である。
【００７４】
(3) 低速モード時、即ち、上記低速用クラッチ４１、４１ａを接続し、上記高速用クラッチ４２、４２ａ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２６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２６を通過するトルクを調節する機能（請求項２の機能）。
この機能に関しては、前述の図１３〜１５により説明した、先発明の場合と同様である。
【００７５】
(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４１、４１ａ及び上記高速用クラッチ４２、４２ａの接続を総て断つ機能。
【００７６】
(5) 車両が停止若しくは極低速走行時に前記押圧装置２３ａが発生する押圧力を、通常走行時に発生する押圧力に比べて小さくする機能（請求項１の▲２▼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１〜３を使用して先に詳しく説明した通りである。
【００７７】
(6) 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２６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。
この機能も、前述した通りである。
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２６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２４ａ、２４ｂ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。
【００７８】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、車両の停止時若しくは極低速走行時に、出力軸に伝達される駆動トルクの変動を小さく抑える事ができる。この為、車両を停止状態若しくは極低速状態に維持する為の要す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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、無段変速装置の変速制御装置のブロック図。
【図２】トラクション係数とクリープ率との関係を示す線図。
【図３】トロイダル型無段変速機を通過するトルクとトラクション部のクリープ率との関係を示す線図。
【図４】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。
【図５】従来から知られているトロイダル型無段変速機の第１例を示す断面図。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図。
【図７】同Ｂ−Ｂ断面図。
【図８】従来から知られているトロイダル型無段変速機の第２例を示す断面図。
【図９】同第３例を示す断面図。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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、２３ｂ 押圧装置
２４ａ、２４ｂ 油圧室
２５ 発進クラッチ
２６ トロイダル型無段変速機
２７、２７ａ 遊星歯車式変速機
２８、２８ａ キャリア
２９ａ、２９ｂ 遊星歯車素子
３０ 第一の伝達軸
３１ａ、３１ｂ 太陽歯車
３２ 第二の伝達軸
３３、３３ａ 中空回転軸
３４ 太陽歯車
３５ 遊星歯車素子
３６ リング歯車
３７、３７ａ 第二のキャリア
３８ａ、３８ｂ 遊星歯車素子
３９、３９ａ 出力軸
４０、４０ａ 第二のリング歯車
４１、４１ａ 低速用クラッチ
４２、４２ａ 高速用クラッチ
４３ 第一の遊星歯車
４４ 第二の遊星歯車
４５ａ、４５ｂ 遊星歯車素子
４６ａ、４６ｂ 遊星歯車素子
４７ 伝達軸
４８ 第一の太陽歯車
４９ 第二の太陽歯車
５０ リング歯車
５１ 第三の太陽歯車
５２ａ、５２ｂ 遊星歯車素子
５３ 油圧センサ
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 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 高速用切換弁
７０ 低速用切換弁
７１ ライン圧制御用電磁弁
７２ シフト用電磁弁
７３ 油温センサ
７４ ポジションスイッチ
７５ アクセルセンサ
７６ ブレーキスイッチ
７７ 手動油圧切換弁
７８ エンジンコントローラ
７９ 油溜
８０ａ、８０ｂ 調圧弁
８１ シフト用切換弁
８２ ロッド
８３ リンク腕
Claims (3)
- 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、これら両ディスクを互いに近づけ合う方向に押圧する油圧式の押圧装置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▲１▼▲２▼の機能を有するものである無段変速装置。
▲１▼ 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、上記入力軸を一方向に回転させた状態のまま上記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。
▲２▼ 車両が停止若しくは極低速走行時に上記押圧装置が発生する押圧力を、通常走行時に発生する押圧力に比べて小さくする機能。 - 制御器が、車両が停止若しくは極低速走行時に、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を有する、請求項１に記載した無段変速装置。
- 制御器の▲２▼の機能は、入力軸を回転させたまま出力軸を停止させる状態時にのみ、押圧装置が発生する押圧力を、他の状態の場合に比べて小さくするものである、請求項１〜２の何れかに記載した無段変速装置。
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