トロイダル式無段変速機およびそのパワーローラの同期方法
【課題】ストローク方向において複数のパワーローラを同期させることができるトロイダル式無段変速機およびトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法を提供する。
【解決手段】入力ディスクと出力ディスクとの間に設けられ、中立位置を挟んで増速側変速エンド位置と減速側変速エンド位置との間でストローク方向に移動可能な複数のパワーローラを、ストローク方向において同期させるトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法であって、エンジンの始動時において、各パワーローラを増速側変速エンド位置または減速側変速エンド位置へ向けてストロークさせて、各パワーローラを増速側変速エンド位置および減速側変速エンド位置へ移動規制するストッパへ当接させる同期工程（Ｓ２）を備えた。
【解決手段】入力ディスクと出力ディスクとの間に設けられ、中立位置を挟んで増速側変速エンド位置と減速側変速エンド位置との間でストローク方向に移動可能な複数のパワーローラを、ストローク方向において同期させるトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法であって、エンジンの始動時において、各パワーローラを増速側変速エンド位置または減速側変速エンド位置へ向けてストロークさせて、各パワーローラを増速側変速エンド位置および減速側変速エンド位置へ移動規制するストッパへ当接させる同期工程（Ｓ２）を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力ディスクと出力ディスクとの間に配置された複数のパワーローラの移動により変速比の変更が行われる、いわゆるトロイダル式無段変速機およびトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、トロイダル式無段変速機は、トロイダル面を有する入力ディスクと出力ディスクとの間に、外周面をトロイダル面に対応する曲面としたパワーローラを配設している。そして、トロイダル式無段変速機は、作動油の油圧により入力ディスクと出力ディスクとでパワーローラを挟み込み、これら入力ディスク、出力ディスク及びパワーローラとの間に形成されるトラクションオイルの油膜のせん断力を利用してトルクを伝達するものである。このとき、このパワーローラは、トラニオンにより回転自在に支持され、作動油の油圧によりトラニオンを揺動軸に沿った方向に揺動させている。
【０００３】
従って、トラニオンに支持されるパワーローラは、このトラニオンと共に入力ディスク及び出力ディスクに対する中立位置から変速位置に移動する。これにより、パワーローラとディスクとの間に接線力が作用しサイドスリップが発生する。このため、このパワーローラが入力ディスク及び出力ディスクに対して揺動軸を中心として揺動、すなわち、傾転し、この結果、入力ディスクと出力ディスクとの回転数比である変速比が変更される。
【０００４】
ところで、車両の運搬時や車両の被牽引時において、車両に衝撃が加わると、複数のパワーローラのそれぞれ位相が異なってしまい、非同期状態となってしまう虞がある。つまり、複数のパワーローラのそれぞれが、各トラニオンの揺動軸を中心とする回転方向（傾転方向）にズレてしまったり、揺動軸に沿った方向（ストローク方向）にズレてしまったりする。これにより、トロイダル式無段変速機による動力伝達が好適に行われない場合がある。
【０００５】
このため、従来のトロイダル式無段変速機では、各トラニオンの外周にワイヤを巻き掛けており、これにより、複数のトラニオンの傾転方向における同期を取ることができる。このため、傾転方向における複数のパワーローラのそれぞれの位相が異なってしまうことを抑制することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３４００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のトロイダル式の無段変速機では、ワイヤにより傾転方向における複数のパワーローラのそれぞれの位相が異なってしまうことを抑制することは可能である。しかしながら、ストローク方向における複数のパワーローラのそれぞれの位相が異なってしまうことを抑制することはできない。
【０００８】
そこで、本発明は、ストローク方向において複数のパワーローラを同期させることができるトロイダル式無段変速機およびトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のトロイダル式無段変速機は、エンジンの駆動により回転可能な入力ディスクと、入力ディスクの回転を出力可能な出力ディスクと、入力ディスクと出力ディスクとの間に設けられた複数のパワーローラと、各パワーローラを増速側変速エンド位置および減速側変速エンド位置に移動規制する複数のストッパと、各パワーローラを、中立位置を挟んで増速側変速エンド位置と減速側変速エンド位置との間でストロークさせるローラストローク手段と、ローラストローク手段を制御可能な制御装置と、を備え、制御装置は、エンジンの始動時において、各パワーローラを増速側変速エンド位置または減速側変速エンド位置へ向けてストロークさせて各ストッパへ当接させる同期制御部を有していることを特徴とする。
【００１０】
この場合、ローラストローク手段は、各パワーローラをストロークさせる各変速制御ピストンと、各変速制御ピストンを油圧によりストローク方向に移動させるための油圧室と、を有しており、各ストッパは、各変速制御ピストンの移動を規制する油圧室の壁面であることが、好ましい。
【００１１】
これらの場合、同期制御部は、各パワーローラを減速側変速エンド位置へ向けて移動させることが、好ましい。
【００１２】
この場合、同期制御部は、車両の前進時において、各パワーローラを減速側変速エンド位置へ向けて正方向にストロークさせる一方、車両の後進時において、各パワーローラを減速側変速エンド位置へ向けて逆方向にストロークさせることが、好ましい。
【００１３】
また、これらの場合、入力ディスクと出力ディスクとを相対的に接近移動させて、入力ディスクおよび出力ディスクにより各パワーローラを挟み込むディスク押圧手段を、さらに備えると共に、制御装置は、ディスク押圧手段を制御可能なディスク押圧制御部を、さらに有しており、制御装置は、同期制御部による同期制御後、ディスク押圧制御部によるディスク押圧制御を行うことが、好ましい。
【００１４】
この場合、制御装置は、各パワーローラを中立位置に復帰させる中立位置復帰制御部を、さらに有しており、制御装置は、同期制御部による同期制御とディスク押圧制御部によるディスク押圧制御との間に、中立位置復帰制御部による中立位置復帰制御を行うことが、好ましい。
【００１５】
本発明のトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法は、エンジンの駆動により回転する入力ディスクと入力ディスクの回転を出力する出力ディスクとの間に設けられ、中立位置を挟んで増速側変速エンド位置と減速側変速エンド位置との間でストローク方向に移動可能な複数のパワーローラを、ストローク方向において同期させるトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法であって、エンジンの始動時において、各パワーローラを増速側変速エンド位置または減速側変速エンド位置へ向けてストロークさせて、各パワーローラを増速側変速エンド位置および減速側変速エンド位置へ移動規制するストッパへ当接させる同期工程を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るトロイダル式無段変速機およびトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法は、エンジンの始動時において、複数のパワーローラを増速側変速エンド位置または減速側変速エンド位置へ向けてストロークさせる。すると、複数のパワーローラは、ストッパにより増速側変速エンド位置または減速側変速エンド位置に位置規制される。このため、複数のパワーローラはストローク方向において同期することができ、これにより、トロイダル式無段変速機による動力伝達を好適に行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係るトロイダル式無段変速機およびトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法について説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００１８】
ここで、図１は、本実施例に係るトロイダル式無段変速機の概略断面図であり、図２は、本実施例に係るトロイダル式無段変速機の一対のパワーローラ周りの概略断面図である。また、図３は、エンジン始動時における変速制御ピストンの一連の動作を示した説明図であり、図４は、エンジン始動時における変速制御ピストンの一連の制御に係るフローチャートである。
【００１９】
先ず、図１を参照して、トロイダル式無段変速機８を搭載した車両１について説明する。車両１は、駆動源となるエンジン５と、エンジン５に連結されたトルクコンバータ６と、トルクコンバータ６に連結された前後進切換機構７と、前後進切換機構７に連結されたトロイダル式無段変速機８とを備えている。また、トロイダル式無段変速機８には減速装置９が連結されると共に、減速装置９には差動装置１０が連結され、さらに、差動装置１０には駆動輪１１が連結されている。そして、トルクコンバータ６、前後進切換機構７およびトロイダル式無段変速機８は油圧制御装置２６に接続されており、油圧制御装置２６は、作動油の油圧をコントロールすることにより、トルクコンバータ６、前後進切換機構７およびトロイダル式無段変速機８を制御する。また、車両１は、エンジン５および油圧制御装置２６を制御するＥＣＵ９０を備えており、ＥＣＵ９０により車両１が統括制御される。
【００２０】
エンジン５は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等が用いられており、円筒形状に形成されるシリンダの中心軸方向にピストンが往復運動し、ピストンの往復運動を回転運動に変換するクランクシャフト１５から駆動力を出力する。なお、上記の構成に限らず、モータなどの電動機を用いてもよく、また、エンジン及び電動機を併用してもよい。
【００２１】
トルクコンバータ６は、流体クラッチの一種であり、エンジン５から出力された駆動力を、作動油を介して前後進切換機構７に伝えるものである。また、トルクコンバータ６は、例えば、ロックアップ機構を有するものがあり、エンジン５からの出力トルクを増加させて、あるいはそのままの出力トルクで、前後進切換機構７に伝達する。
【００２２】
前後進切換機構７は、トルクコンバータ６からの回転の回転方向を切り替えてトロイダル式無段変速機８へ前記回転を伝えるものである。
【００２３】
トロイダル式無段変速機８は、前後進切換機構７から入力される駆動力の回転速度を、車両の運転状態に応じて所望の回転速度に変更して出力する。なお、トロイダル式無段変速機８の詳細な説明は後述する。
【００２４】
減速装置９は、トロイダル式無段変速機８から入力された駆動力の回転速度を減速して差動装置１０に駆動力を伝達し、差動装置１０は、車両１が旋回する際に生じる旋回の中心側、つまり内側の駆動輪１１と、外側の駆動輪１１との速度差を吸収する。
【００２５】
従って、車両１において、エンジン５が駆動すると、エンジン５から出力された駆動力は、クランクシャフト１５を介してトルクコンバータ６に伝達される。そして、トルクコンバータ６によって出力トルクが増幅された駆動力は、前後進切換機構７に伝達され、前後進切換機構７によって所望の回転方向に変更される。所望の回転方向となった駆動力は、トロイダル式無段変速機８に入力され、入力された駆動力は、トロイダル式無段変速機８の所定の変速比に応じて、回転速度が変更される。トロイダル式無段変速機８によって、回転速度が変更された駆動力は、減速装置９に入力され、入力された駆動力は、減速装置９によって減速された後、差動装置１０に出力される。そして、差動装置１０は、入力された駆動力を駆動輪１１に伝達することにより、駆動輪１１が回転し、これにより、車両１が走行する。
【００２６】
次に、トロイダル式無段変速機８について説明する。トロイダル式無段変速機８は、車両に搭載されたエンジン５からの駆動力を、車両１の走行状態に応じて、適切な駆動力に変換して駆動輪１１に伝達するものであり、変速比を無段階（連続的）に制御することができる、いわゆるＣＶＴである。
【００２７】
図１および図２に示すように、トロイダル式無段変速機８は、駆動力が入力される一対の入力ディスク２０ａ，２０ｂと、一対の入力ディスク２０ａ，２０ｂの間に配設されると共に、各入力ディスク２０ａ，２０ｂに対向するように配設された一対の出力ディスク２１ａ，２１ｂと、各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間にそれぞれ設けられた対となる２組のパワーローラ２２と、を備えており、各パワーローラ２２は、各トラニオン２３に回転自在に支持されている。また、トロイダル式無段変速機８は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとを接近させて各パワーローラ２２を挟持させるディスク押圧機構２４（ディスク押圧手段）と、各トラニオン２３を揺動軸６１ａ，６１ｂ（図２参照）に沿って移動させて各パワーローラ２２を中立位置と変速位置との間で移動させる油圧サーボ機構２５（ローラストローク手段）と、を備えており、ディスク押圧機構２４および油圧サーボ機構２５は、上記の油圧制御装置２６により制御されている。
【００２８】
従って、トロイダル式無段変速機８は、ディスク押圧機構２４により各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間に各パワーローラ２２を挟み込み、この状態で、油圧サーボ機構２５により各トラニオン２３を揺動軸６１ａ，６１ｂに沿って移動させる。これにより、各パワーローラ２２が中立位置から変速位置に移動することで、各パワーローラ２２が傾転し、入力ディスク２０ａ，２０ｂと出力ディスク２１ａ，２１ｂとの回転数比である変速比が変更される。
【００２９】
一対の入力ディスク２０ａ，２０ｂは、トロイダル式無段変速機８の入力軸２８に連結されたバリエータ軸３０に軸支されており、軸線Ｘ１を中心にバリエータ軸３０と一体となって回転する。そして、一対の入力ディスク２０ａ，２０ｂは、バリエータ軸３０に対して、フロント側（エンジン５側）にフロント側入力ディスク２０ａが設けられ、フロント側入力ディスク２０ａに対して所定の間隔をあけてリア側（駆動輪１１側）にリア側入力ディスク２０ｂが設けられる。
【００３０】
各入力ディスク２０ａ，２０ｂは、バリエータ軸３０の径方向外側に突出する円板形状に形成され、その軸心には、バリエータ軸３０が挿通される開口が形成されている。そして、各入力ディスク２０ａ，２０ｂの各出力ディスク２１ａ，２１ｂと対向する面には、各パワーローラ２２にそれぞれ接触するトロイダル面３３ａが形成されている。
【００３１】
フロント側入力ディスク２０ａは、ボールスプライン３５を介してバリエータ軸３０に支持されている。このため、フロント側入力ディスク２０ａは、バリエータ軸３０に対して周方向への変位が規制される一方、バリエータ軸３０に対して軸方向への変位が許容される。一方、リア側入力ディスク２０ｂは、スプライン３６を介してバリエータ軸３０に支持されていると共に、バリエータ軸３０のリア側端部に設けられたスナップリング３７により軸方向への移動が規制されている。このため、リア側入力ディスク２０ｂは、バリエータ軸３０に対して周方向への変位が規制される一方、バリエータ軸３０に対して軸方向リア側への変位が規制され、軸方向フロント側への変位が許容される。なお、詳細は後述するが、フロント側入力ディスク２０ａは、ディスク押圧機構２４により軸方向リア側に押圧され、リア側入力ディスク２０ｂは、ディスク押圧機構２４により軸方向フロント側に押圧される。
【００３２】
一対の出力ディスク２１ａ，２１ｂは、バリエータ軸３０に対し回転自在に軸支されており、軸線Ｘ１を中心に回転する。そして、一対の出力ディスク２１ａ，２１ｂは、一対の入力ディスク２０ａ，２０ｂの間に配設されており、バリエータ軸３０に対して、フロント側にフロント側出力ディスク２１ａが設けられ、フロント側出力ディスク２１ａに対して所定の間隔をあけてリア側にリア側出力ディスク２１ｂが設けられる。
【００３３】
各出力ディスク２１ａ，２１ｂも、各入力ディスク２０ａ，２０ｂと同様に、バリエータ軸３０の径方向外側に突出する円板形状に形成され、その軸心には、バリエータ軸３０が挿通される開口が形成されている。そして、各出力ディスク２１ａ，２１ｂの各入力ディスク２０ａ，２０ｂと対向する面には、各パワーローラ２２にそれぞれ接触するトロイダル面３３ｂが形成されている。
【００３４】
フロント側出力ディスク２１ａおよびリア側出力ディスク２１ｂは、ベアリングを介してバリエータ軸３０に支持されている。一対の出力ディスク２１ａ，２１ｂの間には、出力ギア４０が連結されており、この出力ギア４０は、一対の出力ディスク２１ａ，２１ｂと一体となって回転する。また、出力ギア４０には、カウンターギア４１が噛み合わされており、このカウンターギア４１に出力軸４２が連結されている。従って、各出力ディスク２１ａ，２１ｂが回転することにより出力ギア４０が回転し、出力ギア４０からカウンターギア４１に回転を伝達することで、出力軸４２が回転する。そして、この出力軸４２は、減速装置９、差動装置１０等を介して駆動輪１１に接続されている。
【００３５】
ここで、入力軸２８周りには、各出力ディスク２１ａ，２１ｂに対し各入力ディスク２０ａ，２０ｂを接近させるディスク押圧機構２４が配設されている。つまり、ディスク押圧機構２４は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間に一対のパワーローラ２２を挟み込んで、挟圧力を作用させるものである。このディスク押圧機構２４は、挟圧力発生油圧室４５と、挟圧押圧力ピストン４６とを有している。
【００３６】
挟圧力発生油圧室４５は、フロント側入力ディスク２０ａ側に設けられており、入力軸２８とフロント側入力ディスク２０ａとの間に配置される。そして、挟圧力発生油圧室４５には、油圧制御装置２６から作動油が供給される。
【００３７】
挟圧押圧力ピストン４６は、円板状に形成され、その中心が軸線Ｘ１とほぼ一致するようにバリエータ軸３０のフロント側の一端部に設けられる。具体的に、バリエータ軸３０のフロント側端部には、フランジ部４７が形成され、このフランジ部４７に挟圧押圧力ピストン４６のフロント側端面の中央部を当接させると共に、挟圧押圧力ピストン４６のフロント側端面の外周部には、入力軸２８が連結されている。つまり、バリエータ軸３０のフランジ部４７は、入力軸２８と挟圧押圧力ピストン４６との間に配設されている。そして、挟圧押圧力ピストン４６は、Ｘ１軸方向に対して、バリエータ軸３０のフランジ部４７とフロント側入力ディスク２０ａとの間に所定の間隔をあけて配置される。これにより、この挟圧押圧力ピストン４６とフロント側入力ディスク２０ａとの間には、上述の挟圧力発生油圧室４５が形成される。
【００３８】
また、挟圧押圧力ピストン４６は、このバリエータ軸３０と共に軸線Ｘ１を中心として回転可能に設けられると共に、軸線Ｘ１に沿った方向に移動可能に設けられる。これにより、リア側入力ディスク２０ｂ、バリエータ軸３０および挟圧押圧力ピストン４６は、入力軸２８と一体となって軸線Ｘ１を中心に回転可能に構成され、軸線Ｘ１に沿った方向に移動可能に構成される。また、フロント側入力ディスク２０ａは、リア側入力ディスク２０ｂ、バリエータ軸３０および挟圧押圧力ピストン４６と共に一体となって軸線Ｘ１を中心として回転可能である一方で、ボールスプライン３５によって、このリア側入力ディスク２０ｂ、バリエータ軸３０および挟圧押圧力ピストン４６に対して軸線Ｘ１に沿った方向に相対的に移動可能である。
【００３９】
また、フロント側入力ディスク２０ａは、そのフロント側端面が、フロント側入力ディスク２０ａを移動させるための油圧の第１作用面５０となっており、挟圧押圧力ピストン４６は、そのリア側端面が、リア側入力ディスク２０ｂを移動させるための油圧の第２作用面５１となっている。つまり、挟圧力発生油圧室４５は、その一部が第１作用面５０および第２作用面５１により区画されている。
【００４０】
従って、ディスク押圧機構２４は、挟圧力発生油圧室４５内に供給される作動油の油圧により、フロント側入力ディスク２０ａを軸線Ｘ１の軸方向リア側へ移動させると共に、挟圧押圧力ピストン４６を軸線Ｘ１の軸方向フロント側へ移動させる。これにより、フロント側入力ディスク２０ａとフロント側出力ディスク２１ａとの間に配設された一対のパワーローラ２２は、フロント側入力ディスク２０ａとフロント側出力ディスク２１ａとにより挟持される。一方、リア側入力ディスク２０ｂとリア側出力ディスク２１ｂとの間に配設された一対のパワーローラ２２は、挟圧押圧力ピストン４６が軸線Ｘ１の軸方向フロント側へ移動することにより、リア側入力ディスク２０ｂがフロント側へ移動するため、リア側入力ディスク２０ｂとリア側出力ディスク２１ｂとにより挟持される。この結果、トロイダル式無段変速機８は、各パワーローラ２２を介して各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間で、動力伝達を行うことが可能となる。
【００４１】
次に、２組一対のパワーローラ２２は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間に配設され、具体的には、一方の一対のパワーローラ２２は、フロント側入力ディスク２０ａとフロント側出力ディスク２１ａとの間に配設され、他方の一対のパワーローラ２２は、リア側入力ディスク２０ｂとリア側出力ディスク２１ｂとの間に配設されている。そして、各パワーローラ２２は、ディスク押圧機構２４により各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂに挟持された状態で転動することにより、各入力ディスク２０ａ，２０ｂから各出力ディスク２１ａ，２１ｂに駆動力を、あるいは各出力ディスク２１ａ，２１ｂから各入力ディスク２０ａ，２０ｂに被駆動力を伝達する。このとき、各パワーローラ２２は、トロイダル式無段変速機８に供給されるトラクションオイルにより各パワーローラ２２と各入力ディスク２０ａ，２０ｂとの間および各パワーローラ２２と各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間に形成される油膜のせん断力を用いて駆動力あるいは被駆動力を伝達する。
【００４２】
さらに具体的に、各パワーローラ２２は、パワーローラ本体５５と、外輪５６とにより構成されている。パワーローラ本体５５は、その外周面が各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂのトロイダル面３３ａ，３３ｂに対応した曲面状の接触面５７に形成されている。パワーローラ本体５５は、外輪５６に形成された回転軸５８に対し、ラジアルベアリングＲＢを介して回転自在に支持されている。また、パワーローラ本体５５は、外輪５６のパワーローラ本体５５と対向する面に対して、スラストベアリングＳＢを介して回転自在に支持されている。従って、パワーローラ本体５５は、外輪５６の回転軸５８の軸線Ｘ２を回転中心として回転可能となっている。
【００４３】
外輪５６には、上述の回転軸５８と共に偏心軸５９が形成されている。偏心軸５９は、その軸線Ｘ３が回転軸５８の軸線Ｘ２に対してずれた位置となるように形成されている。偏心軸５９は、後述するトラニオン２３に対し、ラジアルベアリングＲＢを介して回転自在に支持されている。従って、外輪５６は、偏心軸５９の軸線Ｘ３を中心として回転可能である。つまり、各パワーローラ２２は、軸線Ｘ３を中心として公転可能でかつ軸線Ｘ２を中心として自転可能となる。
【００４４】
２組一対のパワーローラ２２をそれぞれ回転自在に支持する２組一対のトラニオン２３は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂに対し、各パワーローラ２２を中立位置と変速位置との間で移動させるものであり、より具体的には、各パワーローラ２２を中立位置を挟んで増速側変速エンド位置と減速側変速エンド位置との間で移動させるものである。各トラニオン２３は、本体部６０と、揺動軸６１ａ，６１ｂとにより構成されている。
【００４５】
本体部６０には、パワーローラ２２が配置される空間部が形成されている。また、本体部６０には、パワーローラ２２の移動方向における両端部に揺動軸６１ａ，６１ｂがそれぞれ一体形成されている。揺動軸６１ａ，６１ｂは、柱状に形成されており、軸線Ｘ４を回転中心として本体部６０を傾転方向に回転可能に軸支している。図示下方に延びる一方の揺動軸６１ａは、ロアリンク６２を介してケーシング（不図示）に支持されており、図示上方に延びる他方の揺動軸６１ｂは、アッパリンク６３を介してケーシング（不図示）に支持されている。また、揺動軸６１ａは、ラジアルベアリングＲＢを介してロアリンク６２に傾転方向に回転自在かつＸ４軸方向（ストローク方向）に移動自在に支持され、揺動軸６１ｂは、ラジアルベアリングＲＢを介してアッパリンク６３に傾転方向に回転自在かつストローク方向に移動自在に支持されている。従って、各トラニオン２３は、本体部６０が揺動軸６１ａ，６１ｂと共に軸線Ｘ４を中心として傾転方向に回転自在に支持され、また、軸線Ｘ４に沿ったストローク方向に移動自在に支持されている。
【００４６】
ここで、各トラニオン２３の揺動軸６１ａ周りには、各トラニオン２３をＸ４軸方向に移動させる油圧サーボ機構２５が配設され、また、揺動軸６１ｂの一方の周りには、ストロークセンサ６４が配設されている。ストロークセンサ６４は、一方のトラニオン２３のＸ４軸方向（ストローク方向）への移動量（ストローク量）を検出するものであり、上記のＥＣＵ９０に接続されている。これにより、ＥＣＵ９０は、ストロークセンサ６４による検出結果に基づいて、油圧サーボ機構２５を制御することにより、各トラニオン２３のＸ４軸方向への移動を制御している。油圧サーボ機構２５は、各トラニオン２３を介して各パワーローラ２２を中立位置を挟んで増速側変速エンド位置と減速側変速エンド位置との間で移動させるものである。この油圧サーボ機構２５は、変速制御油圧室６５と、変速制御ピストン６６とを有しており、変速制御油圧室６５に導入される作動油の油圧を変速制御ピストン６６により受圧することで、各トラニオン２３を軸線Ｘ４に沿った増速側および減速側の２方向（Ａ１方向およびＡ２方向）に移動させる。なお、前後進切換機構７により各入力ディスク２０ａ，２０ｂの回転の切換が行われると、増速側方向または減速側方向であるＡ１方向は減速側方向または増速側方向となり、減速側方向または増速側方向であるＡ２方向は増速側方向または減速側方向となる。
【００４７】
変速制御ピストン６６は、ピストンベース７０とフランジ部７１とにより構成されている。ピストンベース７０は、円筒形状に形成され一方の揺動軸６１ａに挿入されて固定されている。フランジ部７１は、ピストンベース７０から揺動軸６１ａの径方向外側に突出して円板状に形成されると共にピストンベース７０に固定的に設けられている。
【００４８】
変速制御油圧室６５は、シリンダボディ７５内に形成されており、シリンダボディ７５は、ボディ本体７６と、ボディ本体７６の底部に配設されたロアカバー７７とにより構成されている。ボディ本体７６は、その底部に変速制御油圧室６５となる円柱中空状の凹部が形成されている。そして、ロアカバー７７は、ボディ本体７６の凹部の開口を塞ぐようにボディ本体７６の底部に固定される。これにより、変速制御油圧室６５は、ボディ本体７６とロアカバー７７とにより軸線Ｘ４を中心とした円柱状（シリンダ状）に区画される。このとき、各変速制御油圧室６５のＡ１方向およびＡ２方向における両壁面は、各変速制御ピストン６６のストッパ７８としてそれぞれ機能している。このストッパ７８は、Ａ１方向またはＡ２方向へ向けてストロークした変速制御ピストン６６を移動規制することにより、各パワーローラ２２を変速エンド位置（増速側変速エンド位置または減速側変速エンド位置）に移動規制する。
【００４９】
そして、変速制御ピストン６６のフランジ部７１は、変速制御油圧室６５内に収容されると共に、変速制御油圧室６５を第１油圧室ＯＰ１と第２油圧室ＯＰ２とに区分けする。このとき、一対のパワーローラ２２を支持する一対のトラニオン２３において、各トラニオン２３の揺動軸６１ａ周りに形成された第１油圧室ＯＰ１は、軸線Ｘ４に沿ったＡ２方向側に形成され、第２油圧室ＯＰ２は、軸線Ｘ４に沿ったＡ１方向側に形成されており、一対のトラニオン２３の揺動軸６１ａ周りに形成された第１油圧室ＯＰ１および第２油圧室ＯＰ２は、それぞれ位置関係が逆となっている。
【００５０】
ここで、油圧制御装置２６は、ディスク押圧機構２４による押圧力を調整するための押圧制御弁８４と、油圧サーボ機構２５によるトラニオン２３（変速制御ピストン６６）の移動を制御するための変速制御弁８５と、を備えている。押圧制御弁８４および変速制御弁８５は、それぞれＥＣＵ９０に接続され、ＥＣＵ９０による制御信号により、挟圧力発生油圧室４５内の油圧と、第１油圧室ＯＰ１および第２油圧室ＯＰ２内の油圧とをそれぞれ調整する。
【００５１】
従って、油圧制御装置２６により、第１油圧室ＯＰ１の内部に作動油を供給すると共に、第２油圧室ＯＰ２の内部から作動油を図示しないオイルパンへ流出させると、各変速制御ピストン６６のフランジ部７１が軸線Ｘ４に沿ったＡ１方向に移動する。これにより、各トラニオン２３は各パワーローラ２２をＡ１方向における変速位置へ移動させる。このとき、Ａ１方向に移動した各変速制御ピストン６６の各フランジ部７１が、変速制御油圧室６５のストッパ７８に当接することで、各パワーローラ２２は、Ａ１方向における変速エンド位置に規制される。一方、油圧制御装置２６により、第２油圧室ＯＰ２の内部に作動油を供給すると共に、第２油圧室ＯＰ２の内部から作動油を図示しないオイルパンへ流出させると、各変速制御ピストン６６のフランジ部７１が軸線Ｘ４に沿ったＡ２方向に移動する。これにより、各トラニオン２３は各パワーローラ２２をＡ２方向における変速位置へ移動させる。このとき、Ａ２方向に移動した各変速制御ピストン６６の各フランジ部７１が、変速制御油圧室６５のストッパ７８に当接することで、各パワーローラ２２は、Ａ２方向における変速エンド位置に規制される。
【００５２】
これにより、油圧サーボ機構２５は、各トラニオン２３を軸線Ｘ４に沿った方向に移動させることにより、各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂに対し、各パワーローラ２２を中立位置から増速側または減速側の変速位置に移動させることで、各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂに対し、各パワーローラ２２を傾転させることができる。そして、変速位置に臨んだ各パワーローラ２２を、再び中立位置に戻すことで、変速比の変更を完了する。このとき、フランジ部７１の径方向外側の先端部には、環状のシール部材Ｓが設けられており、環状のシール部材Ｓは、第１油圧室ＯＰ１および第２油圧室ＯＰ２の内部の作動油が互いに漏れないようにシールしている。
【００５３】
ところで、車両１の運搬時や車両１の被牽引時において、車両１に衝撃が加わってしまうと、各パワーローラ２２が、例えばその自重により、ストローク方向にズレてしまう場合がある。このとき、一対のパワーローラ２２が、Ａ１方向とＡ２方向とにそれぞれ移動してしまうと、各パワーローラ２２のストローク方向への移動を好適に行うことができず、トロイダル式無段変速機８による動力伝達が好適に行われない場合がある。このため、本実施例のトロイダル式無段変速機８では、各パワーローラ２２のストローク方向における非同期状態を補正している。なお、上記したアッパリンク６３およびロアリンク６２により各パワーローラ２２のストローク方向における同期を機械的にとってはいるが、アッパリンク６３およびロアリンク６２と各トラニオン２３との間には、各種構成部品の寸法公差等により僅かなガタが生じてしまう。このため、このガタ分、ストローク方向において各パワーローラ２２が非同期状態となってしまう。以下、図１および図２を参照して、トロイダル式無段変速機８の２組一対のパワーローラ２２を同期させるための構成について説明する。
【００５４】
油圧制御装置２６を制御するＥＣＵ９０（制御装置）は、各変速制御ピストン６６をストローク方向において同期制御させるピストン同期制御部８０（同期制御部）と、同期後の各変速制御ピストン６６を制御して各パワーローラ２２を中立位置に復帰させるピストン復帰制御部８１（中立位置復帰制御部）と、中立位置に復帰した各パワーローラ２２をディスク押圧機構２４により挟持して各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間で動力伝達させるディスク押圧制御部８２と、を備えている。
【００５５】
ピストン同期制御部８０は、エンジン５の始動時において、変速制御弁８５を制御することにより、油圧サーボ機構２５を介して、各パワーローラ２２を減速側変速エンド位置へ移動させて、各変速制御ピストン６６を上記の各ストッパ７８に当接させる同期制御を実行する。このとき、ピストン同期制御部８０は、各パワーローラ２２を減速側変速エンド位置へ移動させることで、エンジン５始動時おいて、例えば、車両１が動くことにより各出力ディスク２１ａ，２１ｂが回転しても、各パワーローラ２２は減速側変速エンド位置に臨んでいるため、各パワーローラ２２は減速方向に傾転する。これにより、トロイダル式無段変速機８の変速比が増速側へ不用意に変更してしまうことを防止することができる。なお、車両１の前進時における減速側の変速位置は、車両１の後進時における減速側の変速位置と逆方向となっており、ピストン同期制御部８０は、前後進切換機構７による各入力ディスク２０ａ，２０ｂの回転の切換に応じて、各変速制御ピストン６６が減速側の変速位置へ移動するように、Ａ１方向またはＡ２方向へ適宜移動させる。
【００５６】
ピストン復帰制御部８１は、ストロークセンサ６４の検出結果に基づいてフィードバック制御しながら、各パワーローラ２２が中立位置へ復帰するように、各ストッパ７８に当接した各変速制御ピストン６６を移動させる復帰制御を行う。そして、ピストン復帰制御部８１は、ストロークセンサ６４による検出結果から、各パワーローラ２２が中立位置に復帰したことを検出すると、ディスク押圧制御部８２は押圧制御を開始する。
【００５７】
各パワーローラ２２が中立位置へ臨むと、ディスク押圧制御部８２は、押圧制御弁８４を制御することにより、ディスク押圧機構２４を介して各入力ディスク２０ａ，２０ｂを各出力ディスク２１ａ，２１ｂへ向けて移動させる押圧制御を行う。これにより、各パワーローラ２２は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂの回転を各出力ディスク２１ａ，２１ｂへ動力伝達する。
【００５８】
次に、図４を参照して、エンジン５始動時における各変速制御ピストン６６の一連の制御について説明する。エンジン５を始動させると（Ｓ１）、先ず、ＥＣＵ９０のピストン同期制御部８０が同期制御を行う。つまり、ピストン同期制御部８０は、車両１の前後進に応じて、変速制御弁８５を制御して、第１油圧室ＯＰ１または第２油圧室ＯＰ２に油圧を導入する。これにより、ピストン同期制御部８０は、２組一対の変速制御ピストン６６を、Ａ１方向またはＡ２方向に移動させて、第１油圧室ＯＰ１または第２油圧室ＯＰ２のストッパ７８へ突き当てる（Ｓ２：同期工程）。
【００５９】
この後、ＥＣＵ９０のピストン復帰制御部８１は、同期制御の開始から所定の時間経過後、つまり、同期制御を開始してから各変速制御ピストン６６がストッパ７８へ当接するまでの時間の経過後、復帰制御を開始する。つまり、ピストン復帰制御部８１は、一対の変速制御ピストン６６を、同期工程と逆方向へ移動させて、一対のパワーローラ２２を中立位置に復帰させる（Ｓ３）。これにより、一対のパワーローラ２２を中立位置に復帰させることで、各変速制御ピストン６６とストッパ７８との接触状態を解除することができる。そして、ピストン復帰制御部８１は、ストロークセンサ６４による検出結果から、一対のパワーローラ２２が中立位置に臨んだか否かを判別し（Ｓ４）、中立位置に臨んでいない場合は、復帰制御を継続し、中立位置に臨んだ場合は、Ｓ５に移行する。
【００６０】
一対のパワーローラ２２が中立位置に臨むと、今度は、ＥＣＵ９０のディスク押圧制御部８２が押圧制御を行うことにより、それぞれの一対のパワーローラ２２を各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間に挟み込む（Ｓ５：押圧油圧上昇工程）。これにより、ディスク押圧制御部８２は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂの回転を各パワーローラ２２を介して各出力ディスク２１ａ，２１ｂへ伝達する。この後、ＥＣＵ９０は、通常の変速制御を行う（Ｓ６）。
【００６１】
次に、図３を参照して、図４に示す一連の制御に基づく、エンジン５始動時における各変速制御ピストン６６の一連の動作について説明する。図３に示すように、エンジン５始動前における一対のパワーローラ２２のストローク方向におけるそれぞれの位相は、非同期状態、すなわち異なる位相となっている。この状態において、ＥＣＵ９０が同期制御を行うと、一対のパワーローラ２２はストッパ７８に当接することで、ストローク量が略同一となる。これにより、一対のパワーローラ２２は同期状態とすることができる。この後、ＥＣＵ９０が復帰制御を行うと、一対のパワーローラ２２は、中立位置に移動しようとするが、惰性により中立位置を越えて移動してしまうため、中立位置を中心に減衰運動しながら中立位置へ移動する。
【００６２】
以上の構成によれば、２組一対のパワーローラ２２がストローク方向に対し、それぞれ異なる位相（非同期状態）となっていた場合、エンジン５の始動時において、各変速制御ピストン６６をＡ１方向またはＡ２方向に移動させ、上記のストッパ７８に突き当てることで、各パワーローラ２２の同期を一致させることができる。これにより、各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間の動力伝達を好適に行うことができる。
【００６３】
また、同期制御時において、各パワーローラ２２を減速側変速エンド位置へ向けて移動させることにより、エンジン５始動時において各パワーローラ２２を増速させることはないため、車両１の発進に必要なエンジントルクを不足させることがない。
【００６４】
さらに、車両１の前後進に応じて、各パワーローラ２２をＡ１方向またはＡ２方向に適宜ストロークさせることができるため、車両１の前後進に応じて、各パワーローラ２２が減速側変速エンド位置へ向けて移動することが可能となる。
【００６５】
また、同期制御後に押圧制御を行うことで、各パワーローラ２２の同期状態を維持することができ、この状態でトロイダル式無段変速機８の変速制御を行うことができる。このため、トロイダル式無段変速機８の変速制御を好適に行うことができる。
【００６６】
さらに、同期制御後に復帰制御を行うことで、一対のパワーローラ２２を中立位置に復帰させることができるため、各変速制御ピストン６６とストッパ７８との接触状態を解除することができる。これにより、各変速制御ピストン６６とストッパ７８とが接触した状態で、各トラニオン２３が揺動軸６１ａ，６１ｂを中心に回転することがないため、各変速制御ピストン６６とストッパ７８とが摺動することはない。
【００６７】
なお、本実施例において、ＥＣＵ９０は、ストロークセンサ６４の検出結果から、一対のパワーローラ２２が中立位置に臨んだことを検出した後、押圧制御を行ったが、これに限らず、復帰制御を開始してから所定の時間経過後に、押圧制御を行ってもよい。このとき、所定時間は、復帰制御を開始してから各パワーローラ２２が中立位置に移動するまでの時間であり、作動油の温度に基づいて、任意に設定されることが好ましい。これにより、作動油の温度変化に伴う粘度変化を考慮した復帰制御を行うことが可能となる。また、本実施例において、ＥＣＵ９０は、同期制御の開始から所定の時間経過後、復帰制御を行ったが、これに限らず、ストロークセンサ６４の検出結果により、各パワーローラ２２が減速側変速エンド位置に臨んだことを検出してから、復帰制御を行ってもよい。
【００６８】
さらに、本実施例では、復帰制御を行ったが、この制御を省き、同期制御後、押圧制御を行ってもよい。この構成によれば、一対の変速制御ピストン６６がストッパ７８に当接した状態で、各パワーローラ２２は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂに挟持される。つまり、各パワーローラ２２を中立位置に復帰させることなく、各パワーローラ２２の同期状態を維持することができる。
【００６９】
また、本実施例では、各変速制御油圧室６５のＡ１方向およびＡ２方向における両壁面を、各変速制御ピストン６６のストッパ７８としてそれぞれ機能させていたため、トロイダル式無段変速機８の装置構成を大幅に変更する必要はなかったが、各パワーローラ２２を増速側変速エンド位置および減速側変速エンド位置に移動規制するストッパを別途配設してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明は、エンジン始動時において、トロイダル式無段変速機に設けられた複数のパワーローラを同期させる場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施例に係るトロイダル式無段変速機の概略断面図である。
【図２】本実施例に係るトロイダル式無段変速機の一対のパワーローラ周りの概略断面図である。
【図３】エンジン始動時における変速制御ピストンの一連の動作を示した説明図である。
【図４】エンジン始動時における変速制御ピストンの一連の制御に係るフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１ 車両
５ エンジン
７ 前後進切換機構
８ トロイダル式無段変速機
１１ 駆動輪
２０ａ，２０ｂ 入力ディスク
２１ａ，２１ｂ 出力ディスク
２２ パワーローラ
２３ トラニオン
２４ ディスク押圧機構
２５ 油圧サーボ機構
２６ 油圧制御装置
４５ 挟圧力発生油圧室
４６ 挟圧押圧力ピストン
６４ ストロークセンサ
６５ 変速制御油圧室
６６ 変速制御ピストン
７８ ストッパ
８０ ピストン同期制御部
８１ ピストン復帰制御部
８２ ディスク押圧制御部
ＯＰ１ 第１油圧室
ＯＰ２ 第２油圧室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力ディスクと出力ディスクとの間に配置された複数のパワーローラの移動により変速比の変更が行われる、いわゆるトロイダル式無段変速機およびトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、トロイダル式無段変速機は、トロイダル面を有する入力ディスクと出力ディスクとの間に、外周面をトロイダル面に対応する曲面としたパワーローラを配設している。そして、トロイダル式無段変速機は、作動油の油圧により入力ディスクと出力ディスクとでパワーローラを挟み込み、これら入力ディスク、出力ディスク及びパワーローラとの間に形成されるトラクションオイルの油膜のせん断力を利用してトルクを伝達するものである。このとき、このパワーローラは、トラニオンにより回転自在に支持され、作動油の油圧によりトラニオンを揺動軸に沿った方向に揺動させている。
【０００３】
従って、トラニオンに支持されるパワーローラは、このトラニオンと共に入力ディスク及び出力ディスクに対する中立位置から変速位置に移動する。これにより、パワーローラとディスクとの間に接線力が作用しサイドスリップが発生する。このため、このパワーローラが入力ディスク及び出力ディスクに対して揺動軸を中心として揺動、すなわち、傾転し、この結果、入力ディスクと出力ディスクとの回転数比である変速比が変更される。
【０００４】
ところで、車両の運搬時や車両の被牽引時において、車両に衝撃が加わると、複数のパワーローラのそれぞれ位相が異なってしまい、非同期状態となってしまう虞がある。つまり、複数のパワーローラのそれぞれが、各トラニオンの揺動軸を中心とする回転方向（傾転方向）にズレてしまったり、揺動軸に沿った方向（ストローク方向）にズレてしまったりする。これにより、トロイダル式無段変速機による動力伝達が好適に行われない場合がある。
【０００５】
このため、従来のトロイダル式無段変速機では、各トラニオンの外周にワイヤを巻き掛けており、これにより、複数のトラニオンの傾転方向における同期を取ることができる。このため、傾転方向における複数のパワーローラのそれぞれの位相が異なってしまうことを抑制することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３４００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のトロイダル式の無段変速機では、ワイヤにより傾転方向における複数のパワーローラのそれぞれの位相が異なってしまうことを抑制することは可能である。しかしながら、ストローク方向における複数のパワーローラのそれぞれの位相が異なってしまうことを抑制することはできない。
【０００８】
そこで、本発明は、ストローク方向において複数のパワーローラを同期させることができるトロイダル式無段変速機およびトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のトロイダル式無段変速機は、エンジンの駆動により回転可能な入力ディスクと、入力ディスクの回転を出力可能な出力ディスクと、入力ディスクと出力ディスクとの間に設けられた複数のパワーローラと、各パワーローラを増速側変速エンド位置および減速側変速エンド位置に移動規制する複数のストッパと、各パワーローラを、中立位置を挟んで増速側変速エンド位置と減速側変速エンド位置との間でストロークさせるローラストローク手段と、ローラストローク手段を制御可能な制御装置と、を備え、制御装置は、エンジンの始動時において、各パワーローラを増速側変速エンド位置または減速側変速エンド位置へ向けてストロークさせて各ストッパへ当接させる同期制御部を有していることを特徴とする。
【００１０】
この場合、ローラストローク手段は、各パワーローラをストロークさせる各変速制御ピストンと、各変速制御ピストンを油圧によりストローク方向に移動させるための油圧室と、を有しており、各ストッパは、各変速制御ピストンの移動を規制する油圧室の壁面であることが、好ましい。
【００１１】
これらの場合、同期制御部は、各パワーローラを減速側変速エンド位置へ向けて移動させることが、好ましい。
【００１２】
この場合、同期制御部は、車両の前進時において、各パワーローラを減速側変速エンド位置へ向けて正方向にストロークさせる一方、車両の後進時において、各パワーローラを減速側変速エンド位置へ向けて逆方向にストロークさせることが、好ましい。
【００１３】
また、これらの場合、入力ディスクと出力ディスクとを相対的に接近移動させて、入力ディスクおよび出力ディスクにより各パワーローラを挟み込むディスク押圧手段を、さらに備えると共に、制御装置は、ディスク押圧手段を制御可能なディスク押圧制御部を、さらに有しており、制御装置は、同期制御部による同期制御後、ディスク押圧制御部によるディスク押圧制御を行うことが、好ましい。
【００１４】
この場合、制御装置は、各パワーローラを中立位置に復帰させる中立位置復帰制御部を、さらに有しており、制御装置は、同期制御部による同期制御とディスク押圧制御部によるディスク押圧制御との間に、中立位置復帰制御部による中立位置復帰制御を行うことが、好ましい。
【００１５】
本発明のトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法は、エンジンの駆動により回転する入力ディスクと入力ディスクの回転を出力する出力ディスクとの間に設けられ、中立位置を挟んで増速側変速エンド位置と減速側変速エンド位置との間でストローク方向に移動可能な複数のパワーローラを、ストローク方向において同期させるトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法であって、エンジンの始動時において、各パワーローラを増速側変速エンド位置または減速側変速エンド位置へ向けてストロークさせて、各パワーローラを増速側変速エンド位置および減速側変速エンド位置へ移動規制するストッパへ当接させる同期工程を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るトロイダル式無段変速機およびトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法は、エンジンの始動時において、複数のパワーローラを増速側変速エンド位置または減速側変速エンド位置へ向けてストロークさせる。すると、複数のパワーローラは、ストッパにより増速側変速エンド位置または減速側変速エンド位置に位置規制される。このため、複数のパワーローラはストローク方向において同期することができ、これにより、トロイダル式無段変速機による動力伝達を好適に行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係るトロイダル式無段変速機およびトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法について説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００１８】
ここで、図１は、本実施例に係るトロイダル式無段変速機の概略断面図であり、図２は、本実施例に係るトロイダル式無段変速機の一対のパワーローラ周りの概略断面図である。また、図３は、エンジン始動時における変速制御ピストンの一連の動作を示した説明図であり、図４は、エンジン始動時における変速制御ピストンの一連の制御に係るフローチャートである。
【００１９】
先ず、図１を参照して、トロイダル式無段変速機８を搭載した車両１について説明する。車両１は、駆動源となるエンジン５と、エンジン５に連結されたトルクコンバータ６と、トルクコンバータ６に連結された前後進切換機構７と、前後進切換機構７に連結されたトロイダル式無段変速機８とを備えている。また、トロイダル式無段変速機８には減速装置９が連結されると共に、減速装置９には差動装置１０が連結され、さらに、差動装置１０には駆動輪１１が連結されている。そして、トルクコンバータ６、前後進切換機構７およびトロイダル式無段変速機８は油圧制御装置２６に接続されており、油圧制御装置２６は、作動油の油圧をコントロールすることにより、トルクコンバータ６、前後進切換機構７およびトロイダル式無段変速機８を制御する。また、車両１は、エンジン５および油圧制御装置２６を制御するＥＣＵ９０を備えており、ＥＣＵ９０により車両１が統括制御される。
【００２０】
エンジン５は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等が用いられており、円筒形状に形成されるシリンダの中心軸方向にピストンが往復運動し、ピストンの往復運動を回転運動に変換するクランクシャフト１５から駆動力を出力する。なお、上記の構成に限らず、モータなどの電動機を用いてもよく、また、エンジン及び電動機を併用してもよい。
【００２１】
トルクコンバータ６は、流体クラッチの一種であり、エンジン５から出力された駆動力を、作動油を介して前後進切換機構７に伝えるものである。また、トルクコンバータ６は、例えば、ロックアップ機構を有するものがあり、エンジン５からの出力トルクを増加させて、あるいはそのままの出力トルクで、前後進切換機構７に伝達する。
【００２２】
前後進切換機構７は、トルクコンバータ６からの回転の回転方向を切り替えてトロイダル式無段変速機８へ前記回転を伝えるものである。
【００２３】
トロイダル式無段変速機８は、前後進切換機構７から入力される駆動力の回転速度を、車両の運転状態に応じて所望の回転速度に変更して出力する。なお、トロイダル式無段変速機８の詳細な説明は後述する。
【００２４】
減速装置９は、トロイダル式無段変速機８から入力された駆動力の回転速度を減速して差動装置１０に駆動力を伝達し、差動装置１０は、車両１が旋回する際に生じる旋回の中心側、つまり内側の駆動輪１１と、外側の駆動輪１１との速度差を吸収する。
【００２５】
従って、車両１において、エンジン５が駆動すると、エンジン５から出力された駆動力は、クランクシャフト１５を介してトルクコンバータ６に伝達される。そして、トルクコンバータ６によって出力トルクが増幅された駆動力は、前後進切換機構７に伝達され、前後進切換機構７によって所望の回転方向に変更される。所望の回転方向となった駆動力は、トロイダル式無段変速機８に入力され、入力された駆動力は、トロイダル式無段変速機８の所定の変速比に応じて、回転速度が変更される。トロイダル式無段変速機８によって、回転速度が変更された駆動力は、減速装置９に入力され、入力された駆動力は、減速装置９によって減速された後、差動装置１０に出力される。そして、差動装置１０は、入力された駆動力を駆動輪１１に伝達することにより、駆動輪１１が回転し、これにより、車両１が走行する。
【００２６】
次に、トロイダル式無段変速機８について説明する。トロイダル式無段変速機８は、車両に搭載されたエンジン５からの駆動力を、車両１の走行状態に応じて、適切な駆動力に変換して駆動輪１１に伝達するものであり、変速比を無段階（連続的）に制御することができる、いわゆるＣＶＴである。
【００２７】
図１および図２に示すように、トロイダル式無段変速機８は、駆動力が入力される一対の入力ディスク２０ａ，２０ｂと、一対の入力ディスク２０ａ，２０ｂの間に配設されると共に、各入力ディスク２０ａ，２０ｂに対向するように配設された一対の出力ディスク２１ａ，２１ｂと、各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間にそれぞれ設けられた対となる２組のパワーローラ２２と、を備えており、各パワーローラ２２は、各トラニオン２３に回転自在に支持されている。また、トロイダル式無段変速機８は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとを接近させて各パワーローラ２２を挟持させるディスク押圧機構２４（ディスク押圧手段）と、各トラニオン２３を揺動軸６１ａ，６１ｂ（図２参照）に沿って移動させて各パワーローラ２２を中立位置と変速位置との間で移動させる油圧サーボ機構２５（ローラストローク手段）と、を備えており、ディスク押圧機構２４および油圧サーボ機構２５は、上記の油圧制御装置２６により制御されている。
【００２８】
従って、トロイダル式無段変速機８は、ディスク押圧機構２４により各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間に各パワーローラ２２を挟み込み、この状態で、油圧サーボ機構２５により各トラニオン２３を揺動軸６１ａ，６１ｂに沿って移動させる。これにより、各パワーローラ２２が中立位置から変速位置に移動することで、各パワーローラ２２が傾転し、入力ディスク２０ａ，２０ｂと出力ディスク２１ａ，２１ｂとの回転数比である変速比が変更される。
【００２９】
一対の入力ディスク２０ａ，２０ｂは、トロイダル式無段変速機８の入力軸２８に連結されたバリエータ軸３０に軸支されており、軸線Ｘ１を中心にバリエータ軸３０と一体となって回転する。そして、一対の入力ディスク２０ａ，２０ｂは、バリエータ軸３０に対して、フロント側（エンジン５側）にフロント側入力ディスク２０ａが設けられ、フロント側入力ディスク２０ａに対して所定の間隔をあけてリア側（駆動輪１１側）にリア側入力ディスク２０ｂが設けられる。
【００３０】
各入力ディスク２０ａ，２０ｂは、バリエータ軸３０の径方向外側に突出する円板形状に形成され、その軸心には、バリエータ軸３０が挿通される開口が形成されている。そして、各入力ディスク２０ａ，２０ｂの各出力ディスク２１ａ，２１ｂと対向する面には、各パワーローラ２２にそれぞれ接触するトロイダル面３３ａが形成されている。
【００３１】
フロント側入力ディスク２０ａは、ボールスプライン３５を介してバリエータ軸３０に支持されている。このため、フロント側入力ディスク２０ａは、バリエータ軸３０に対して周方向への変位が規制される一方、バリエータ軸３０に対して軸方向への変位が許容される。一方、リア側入力ディスク２０ｂは、スプライン３６を介してバリエータ軸３０に支持されていると共に、バリエータ軸３０のリア側端部に設けられたスナップリング３７により軸方向への移動が規制されている。このため、リア側入力ディスク２０ｂは、バリエータ軸３０に対して周方向への変位が規制される一方、バリエータ軸３０に対して軸方向リア側への変位が規制され、軸方向フロント側への変位が許容される。なお、詳細は後述するが、フロント側入力ディスク２０ａは、ディスク押圧機構２４により軸方向リア側に押圧され、リア側入力ディスク２０ｂは、ディスク押圧機構２４により軸方向フロント側に押圧される。
【００３２】
一対の出力ディスク２１ａ，２１ｂは、バリエータ軸３０に対し回転自在に軸支されており、軸線Ｘ１を中心に回転する。そして、一対の出力ディスク２１ａ，２１ｂは、一対の入力ディスク２０ａ，２０ｂの間に配設されており、バリエータ軸３０に対して、フロント側にフロント側出力ディスク２１ａが設けられ、フロント側出力ディスク２１ａに対して所定の間隔をあけてリア側にリア側出力ディスク２１ｂが設けられる。
【００３３】
各出力ディスク２１ａ，２１ｂも、各入力ディスク２０ａ，２０ｂと同様に、バリエータ軸３０の径方向外側に突出する円板形状に形成され、その軸心には、バリエータ軸３０が挿通される開口が形成されている。そして、各出力ディスク２１ａ，２１ｂの各入力ディスク２０ａ，２０ｂと対向する面には、各パワーローラ２２にそれぞれ接触するトロイダル面３３ｂが形成されている。
【００３４】
フロント側出力ディスク２１ａおよびリア側出力ディスク２１ｂは、ベアリングを介してバリエータ軸３０に支持されている。一対の出力ディスク２１ａ，２１ｂの間には、出力ギア４０が連結されており、この出力ギア４０は、一対の出力ディスク２１ａ，２１ｂと一体となって回転する。また、出力ギア４０には、カウンターギア４１が噛み合わされており、このカウンターギア４１に出力軸４２が連結されている。従って、各出力ディスク２１ａ，２１ｂが回転することにより出力ギア４０が回転し、出力ギア４０からカウンターギア４１に回転を伝達することで、出力軸４２が回転する。そして、この出力軸４２は、減速装置９、差動装置１０等を介して駆動輪１１に接続されている。
【００３５】
ここで、入力軸２８周りには、各出力ディスク２１ａ，２１ｂに対し各入力ディスク２０ａ，２０ｂを接近させるディスク押圧機構２４が配設されている。つまり、ディスク押圧機構２４は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間に一対のパワーローラ２２を挟み込んで、挟圧力を作用させるものである。このディスク押圧機構２４は、挟圧力発生油圧室４５と、挟圧押圧力ピストン４６とを有している。
【００３６】
挟圧力発生油圧室４５は、フロント側入力ディスク２０ａ側に設けられており、入力軸２８とフロント側入力ディスク２０ａとの間に配置される。そして、挟圧力発生油圧室４５には、油圧制御装置２６から作動油が供給される。
【００３７】
挟圧押圧力ピストン４６は、円板状に形成され、その中心が軸線Ｘ１とほぼ一致するようにバリエータ軸３０のフロント側の一端部に設けられる。具体的に、バリエータ軸３０のフロント側端部には、フランジ部４７が形成され、このフランジ部４７に挟圧押圧力ピストン４６のフロント側端面の中央部を当接させると共に、挟圧押圧力ピストン４６のフロント側端面の外周部には、入力軸２８が連結されている。つまり、バリエータ軸３０のフランジ部４７は、入力軸２８と挟圧押圧力ピストン４６との間に配設されている。そして、挟圧押圧力ピストン４６は、Ｘ１軸方向に対して、バリエータ軸３０のフランジ部４７とフロント側入力ディスク２０ａとの間に所定の間隔をあけて配置される。これにより、この挟圧押圧力ピストン４６とフロント側入力ディスク２０ａとの間には、上述の挟圧力発生油圧室４５が形成される。
【００３８】
また、挟圧押圧力ピストン４６は、このバリエータ軸３０と共に軸線Ｘ１を中心として回転可能に設けられると共に、軸線Ｘ１に沿った方向に移動可能に設けられる。これにより、リア側入力ディスク２０ｂ、バリエータ軸３０および挟圧押圧力ピストン４６は、入力軸２８と一体となって軸線Ｘ１を中心に回転可能に構成され、軸線Ｘ１に沿った方向に移動可能に構成される。また、フロント側入力ディスク２０ａは、リア側入力ディスク２０ｂ、バリエータ軸３０および挟圧押圧力ピストン４６と共に一体となって軸線Ｘ１を中心として回転可能である一方で、ボールスプライン３５によって、このリア側入力ディスク２０ｂ、バリエータ軸３０および挟圧押圧力ピストン４６に対して軸線Ｘ１に沿った方向に相対的に移動可能である。
【００３９】
また、フロント側入力ディスク２０ａは、そのフロント側端面が、フロント側入力ディスク２０ａを移動させるための油圧の第１作用面５０となっており、挟圧押圧力ピストン４６は、そのリア側端面が、リア側入力ディスク２０ｂを移動させるための油圧の第２作用面５１となっている。つまり、挟圧力発生油圧室４５は、その一部が第１作用面５０および第２作用面５１により区画されている。
【００４０】
従って、ディスク押圧機構２４は、挟圧力発生油圧室４５内に供給される作動油の油圧により、フロント側入力ディスク２０ａを軸線Ｘ１の軸方向リア側へ移動させると共に、挟圧押圧力ピストン４６を軸線Ｘ１の軸方向フロント側へ移動させる。これにより、フロント側入力ディスク２０ａとフロント側出力ディスク２１ａとの間に配設された一対のパワーローラ２２は、フロント側入力ディスク２０ａとフロント側出力ディスク２１ａとにより挟持される。一方、リア側入力ディスク２０ｂとリア側出力ディスク２１ｂとの間に配設された一対のパワーローラ２２は、挟圧押圧力ピストン４６が軸線Ｘ１の軸方向フロント側へ移動することにより、リア側入力ディスク２０ｂがフロント側へ移動するため、リア側入力ディスク２０ｂとリア側出力ディスク２１ｂとにより挟持される。この結果、トロイダル式無段変速機８は、各パワーローラ２２を介して各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間で、動力伝達を行うことが可能となる。
【００４１】
次に、２組一対のパワーローラ２２は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間に配設され、具体的には、一方の一対のパワーローラ２２は、フロント側入力ディスク２０ａとフロント側出力ディスク２１ａとの間に配設され、他方の一対のパワーローラ２２は、リア側入力ディスク２０ｂとリア側出力ディスク２１ｂとの間に配設されている。そして、各パワーローラ２２は、ディスク押圧機構２４により各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂに挟持された状態で転動することにより、各入力ディスク２０ａ，２０ｂから各出力ディスク２１ａ，２１ｂに駆動力を、あるいは各出力ディスク２１ａ，２１ｂから各入力ディスク２０ａ，２０ｂに被駆動力を伝達する。このとき、各パワーローラ２２は、トロイダル式無段変速機８に供給されるトラクションオイルにより各パワーローラ２２と各入力ディスク２０ａ，２０ｂとの間および各パワーローラ２２と各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間に形成される油膜のせん断力を用いて駆動力あるいは被駆動力を伝達する。
【００４２】
さらに具体的に、各パワーローラ２２は、パワーローラ本体５５と、外輪５６とにより構成されている。パワーローラ本体５５は、その外周面が各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂのトロイダル面３３ａ，３３ｂに対応した曲面状の接触面５７に形成されている。パワーローラ本体５５は、外輪５６に形成された回転軸５８に対し、ラジアルベアリングＲＢを介して回転自在に支持されている。また、パワーローラ本体５５は、外輪５６のパワーローラ本体５５と対向する面に対して、スラストベアリングＳＢを介して回転自在に支持されている。従って、パワーローラ本体５５は、外輪５６の回転軸５８の軸線Ｘ２を回転中心として回転可能となっている。
【００４３】
外輪５６には、上述の回転軸５８と共に偏心軸５９が形成されている。偏心軸５９は、その軸線Ｘ３が回転軸５８の軸線Ｘ２に対してずれた位置となるように形成されている。偏心軸５９は、後述するトラニオン２３に対し、ラジアルベアリングＲＢを介して回転自在に支持されている。従って、外輪５６は、偏心軸５９の軸線Ｘ３を中心として回転可能である。つまり、各パワーローラ２２は、軸線Ｘ３を中心として公転可能でかつ軸線Ｘ２を中心として自転可能となる。
【００４４】
２組一対のパワーローラ２２をそれぞれ回転自在に支持する２組一対のトラニオン２３は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂに対し、各パワーローラ２２を中立位置と変速位置との間で移動させるものであり、より具体的には、各パワーローラ２２を中立位置を挟んで増速側変速エンド位置と減速側変速エンド位置との間で移動させるものである。各トラニオン２３は、本体部６０と、揺動軸６１ａ，６１ｂとにより構成されている。
【００４５】
本体部６０には、パワーローラ２２が配置される空間部が形成されている。また、本体部６０には、パワーローラ２２の移動方向における両端部に揺動軸６１ａ，６１ｂがそれぞれ一体形成されている。揺動軸６１ａ，６１ｂは、柱状に形成されており、軸線Ｘ４を回転中心として本体部６０を傾転方向に回転可能に軸支している。図示下方に延びる一方の揺動軸６１ａは、ロアリンク６２を介してケーシング（不図示）に支持されており、図示上方に延びる他方の揺動軸６１ｂは、アッパリンク６３を介してケーシング（不図示）に支持されている。また、揺動軸６１ａは、ラジアルベアリングＲＢを介してロアリンク６２に傾転方向に回転自在かつＸ４軸方向（ストローク方向）に移動自在に支持され、揺動軸６１ｂは、ラジアルベアリングＲＢを介してアッパリンク６３に傾転方向に回転自在かつストローク方向に移動自在に支持されている。従って、各トラニオン２３は、本体部６０が揺動軸６１ａ，６１ｂと共に軸線Ｘ４を中心として傾転方向に回転自在に支持され、また、軸線Ｘ４に沿ったストローク方向に移動自在に支持されている。
【００４６】
ここで、各トラニオン２３の揺動軸６１ａ周りには、各トラニオン２３をＸ４軸方向に移動させる油圧サーボ機構２５が配設され、また、揺動軸６１ｂの一方の周りには、ストロークセンサ６４が配設されている。ストロークセンサ６４は、一方のトラニオン２３のＸ４軸方向（ストローク方向）への移動量（ストローク量）を検出するものであり、上記のＥＣＵ９０に接続されている。これにより、ＥＣＵ９０は、ストロークセンサ６４による検出結果に基づいて、油圧サーボ機構２５を制御することにより、各トラニオン２３のＸ４軸方向への移動を制御している。油圧サーボ機構２５は、各トラニオン２３を介して各パワーローラ２２を中立位置を挟んで増速側変速エンド位置と減速側変速エンド位置との間で移動させるものである。この油圧サーボ機構２５は、変速制御油圧室６５と、変速制御ピストン６６とを有しており、変速制御油圧室６５に導入される作動油の油圧を変速制御ピストン６６により受圧することで、各トラニオン２３を軸線Ｘ４に沿った増速側および減速側の２方向（Ａ１方向およびＡ２方向）に移動させる。なお、前後進切換機構７により各入力ディスク２０ａ，２０ｂの回転の切換が行われると、増速側方向または減速側方向であるＡ１方向は減速側方向または増速側方向となり、減速側方向または増速側方向であるＡ２方向は増速側方向または減速側方向となる。
【００４７】
変速制御ピストン６６は、ピストンベース７０とフランジ部７１とにより構成されている。ピストンベース７０は、円筒形状に形成され一方の揺動軸６１ａに挿入されて固定されている。フランジ部７１は、ピストンベース７０から揺動軸６１ａの径方向外側に突出して円板状に形成されると共にピストンベース７０に固定的に設けられている。
【００４８】
変速制御油圧室６５は、シリンダボディ７５内に形成されており、シリンダボディ７５は、ボディ本体７６と、ボディ本体７６の底部に配設されたロアカバー７７とにより構成されている。ボディ本体７６は、その底部に変速制御油圧室６５となる円柱中空状の凹部が形成されている。そして、ロアカバー７７は、ボディ本体７６の凹部の開口を塞ぐようにボディ本体７６の底部に固定される。これにより、変速制御油圧室６５は、ボディ本体７６とロアカバー７７とにより軸線Ｘ４を中心とした円柱状（シリンダ状）に区画される。このとき、各変速制御油圧室６５のＡ１方向およびＡ２方向における両壁面は、各変速制御ピストン６６のストッパ７８としてそれぞれ機能している。このストッパ７８は、Ａ１方向またはＡ２方向へ向けてストロークした変速制御ピストン６６を移動規制することにより、各パワーローラ２２を変速エンド位置（増速側変速エンド位置または減速側変速エンド位置）に移動規制する。
【００４９】
そして、変速制御ピストン６６のフランジ部７１は、変速制御油圧室６５内に収容されると共に、変速制御油圧室６５を第１油圧室ＯＰ１と第２油圧室ＯＰ２とに区分けする。このとき、一対のパワーローラ２２を支持する一対のトラニオン２３において、各トラニオン２３の揺動軸６１ａ周りに形成された第１油圧室ＯＰ１は、軸線Ｘ４に沿ったＡ２方向側に形成され、第２油圧室ＯＰ２は、軸線Ｘ４に沿ったＡ１方向側に形成されており、一対のトラニオン２３の揺動軸６１ａ周りに形成された第１油圧室ＯＰ１および第２油圧室ＯＰ２は、それぞれ位置関係が逆となっている。
【００５０】
ここで、油圧制御装置２６は、ディスク押圧機構２４による押圧力を調整するための押圧制御弁８４と、油圧サーボ機構２５によるトラニオン２３（変速制御ピストン６６）の移動を制御するための変速制御弁８５と、を備えている。押圧制御弁８４および変速制御弁８５は、それぞれＥＣＵ９０に接続され、ＥＣＵ９０による制御信号により、挟圧力発生油圧室４５内の油圧と、第１油圧室ＯＰ１および第２油圧室ＯＰ２内の油圧とをそれぞれ調整する。
【００５１】
従って、油圧制御装置２６により、第１油圧室ＯＰ１の内部に作動油を供給すると共に、第２油圧室ＯＰ２の内部から作動油を図示しないオイルパンへ流出させると、各変速制御ピストン６６のフランジ部７１が軸線Ｘ４に沿ったＡ１方向に移動する。これにより、各トラニオン２３は各パワーローラ２２をＡ１方向における変速位置へ移動させる。このとき、Ａ１方向に移動した各変速制御ピストン６６の各フランジ部７１が、変速制御油圧室６５のストッパ７８に当接することで、各パワーローラ２２は、Ａ１方向における変速エンド位置に規制される。一方、油圧制御装置２６により、第２油圧室ＯＰ２の内部に作動油を供給すると共に、第２油圧室ＯＰ２の内部から作動油を図示しないオイルパンへ流出させると、各変速制御ピストン６６のフランジ部７１が軸線Ｘ４に沿ったＡ２方向に移動する。これにより、各トラニオン２３は各パワーローラ２２をＡ２方向における変速位置へ移動させる。このとき、Ａ２方向に移動した各変速制御ピストン６６の各フランジ部７１が、変速制御油圧室６５のストッパ７８に当接することで、各パワーローラ２２は、Ａ２方向における変速エンド位置に規制される。
【００５２】
これにより、油圧サーボ機構２５は、各トラニオン２３を軸線Ｘ４に沿った方向に移動させることにより、各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂに対し、各パワーローラ２２を中立位置から増速側または減速側の変速位置に移動させることで、各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂに対し、各パワーローラ２２を傾転させることができる。そして、変速位置に臨んだ各パワーローラ２２を、再び中立位置に戻すことで、変速比の変更を完了する。このとき、フランジ部７１の径方向外側の先端部には、環状のシール部材Ｓが設けられており、環状のシール部材Ｓは、第１油圧室ＯＰ１および第２油圧室ＯＰ２の内部の作動油が互いに漏れないようにシールしている。
【００５３】
ところで、車両１の運搬時や車両１の被牽引時において、車両１に衝撃が加わってしまうと、各パワーローラ２２が、例えばその自重により、ストローク方向にズレてしまう場合がある。このとき、一対のパワーローラ２２が、Ａ１方向とＡ２方向とにそれぞれ移動してしまうと、各パワーローラ２２のストローク方向への移動を好適に行うことができず、トロイダル式無段変速機８による動力伝達が好適に行われない場合がある。このため、本実施例のトロイダル式無段変速機８では、各パワーローラ２２のストローク方向における非同期状態を補正している。なお、上記したアッパリンク６３およびロアリンク６２により各パワーローラ２２のストローク方向における同期を機械的にとってはいるが、アッパリンク６３およびロアリンク６２と各トラニオン２３との間には、各種構成部品の寸法公差等により僅かなガタが生じてしまう。このため、このガタ分、ストローク方向において各パワーローラ２２が非同期状態となってしまう。以下、図１および図２を参照して、トロイダル式無段変速機８の２組一対のパワーローラ２２を同期させるための構成について説明する。
【００５４】
油圧制御装置２６を制御するＥＣＵ９０（制御装置）は、各変速制御ピストン６６をストローク方向において同期制御させるピストン同期制御部８０（同期制御部）と、同期後の各変速制御ピストン６６を制御して各パワーローラ２２を中立位置に復帰させるピストン復帰制御部８１（中立位置復帰制御部）と、中立位置に復帰した各パワーローラ２２をディスク押圧機構２４により挟持して各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間で動力伝達させるディスク押圧制御部８２と、を備えている。
【００５５】
ピストン同期制御部８０は、エンジン５の始動時において、変速制御弁８５を制御することにより、油圧サーボ機構２５を介して、各パワーローラ２２を減速側変速エンド位置へ移動させて、各変速制御ピストン６６を上記の各ストッパ７８に当接させる同期制御を実行する。このとき、ピストン同期制御部８０は、各パワーローラ２２を減速側変速エンド位置へ移動させることで、エンジン５始動時おいて、例えば、車両１が動くことにより各出力ディスク２１ａ，２１ｂが回転しても、各パワーローラ２２は減速側変速エンド位置に臨んでいるため、各パワーローラ２２は減速方向に傾転する。これにより、トロイダル式無段変速機８の変速比が増速側へ不用意に変更してしまうことを防止することができる。なお、車両１の前進時における減速側の変速位置は、車両１の後進時における減速側の変速位置と逆方向となっており、ピストン同期制御部８０は、前後進切換機構７による各入力ディスク２０ａ，２０ｂの回転の切換に応じて、各変速制御ピストン６６が減速側の変速位置へ移動するように、Ａ１方向またはＡ２方向へ適宜移動させる。
【００５６】
ピストン復帰制御部８１は、ストロークセンサ６４の検出結果に基づいてフィードバック制御しながら、各パワーローラ２２が中立位置へ復帰するように、各ストッパ７８に当接した各変速制御ピストン６６を移動させる復帰制御を行う。そして、ピストン復帰制御部８１は、ストロークセンサ６４による検出結果から、各パワーローラ２２が中立位置に復帰したことを検出すると、ディスク押圧制御部８２は押圧制御を開始する。
【００５７】
各パワーローラ２２が中立位置へ臨むと、ディスク押圧制御部８２は、押圧制御弁８４を制御することにより、ディスク押圧機構２４を介して各入力ディスク２０ａ，２０ｂを各出力ディスク２１ａ，２１ｂへ向けて移動させる押圧制御を行う。これにより、各パワーローラ２２は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂの回転を各出力ディスク２１ａ，２１ｂへ動力伝達する。
【００５８】
次に、図４を参照して、エンジン５始動時における各変速制御ピストン６６の一連の制御について説明する。エンジン５を始動させると（Ｓ１）、先ず、ＥＣＵ９０のピストン同期制御部８０が同期制御を行う。つまり、ピストン同期制御部８０は、車両１の前後進に応じて、変速制御弁８５を制御して、第１油圧室ＯＰ１または第２油圧室ＯＰ２に油圧を導入する。これにより、ピストン同期制御部８０は、２組一対の変速制御ピストン６６を、Ａ１方向またはＡ２方向に移動させて、第１油圧室ＯＰ１または第２油圧室ＯＰ２のストッパ７８へ突き当てる（Ｓ２：同期工程）。
【００５９】
この後、ＥＣＵ９０のピストン復帰制御部８１は、同期制御の開始から所定の時間経過後、つまり、同期制御を開始してから各変速制御ピストン６６がストッパ７８へ当接するまでの時間の経過後、復帰制御を開始する。つまり、ピストン復帰制御部８１は、一対の変速制御ピストン６６を、同期工程と逆方向へ移動させて、一対のパワーローラ２２を中立位置に復帰させる（Ｓ３）。これにより、一対のパワーローラ２２を中立位置に復帰させることで、各変速制御ピストン６６とストッパ７８との接触状態を解除することができる。そして、ピストン復帰制御部８１は、ストロークセンサ６４による検出結果から、一対のパワーローラ２２が中立位置に臨んだか否かを判別し（Ｓ４）、中立位置に臨んでいない場合は、復帰制御を継続し、中立位置に臨んだ場合は、Ｓ５に移行する。
【００６０】
一対のパワーローラ２２が中立位置に臨むと、今度は、ＥＣＵ９０のディスク押圧制御部８２が押圧制御を行うことにより、それぞれの一対のパワーローラ２２を各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間に挟み込む（Ｓ５：押圧油圧上昇工程）。これにより、ディスク押圧制御部８２は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂの回転を各パワーローラ２２を介して各出力ディスク２１ａ，２１ｂへ伝達する。この後、ＥＣＵ９０は、通常の変速制御を行う（Ｓ６）。
【００６１】
次に、図３を参照して、図４に示す一連の制御に基づく、エンジン５始動時における各変速制御ピストン６６の一連の動作について説明する。図３に示すように、エンジン５始動前における一対のパワーローラ２２のストローク方向におけるそれぞれの位相は、非同期状態、すなわち異なる位相となっている。この状態において、ＥＣＵ９０が同期制御を行うと、一対のパワーローラ２２はストッパ７８に当接することで、ストローク量が略同一となる。これにより、一対のパワーローラ２２は同期状態とすることができる。この後、ＥＣＵ９０が復帰制御を行うと、一対のパワーローラ２２は、中立位置に移動しようとするが、惰性により中立位置を越えて移動してしまうため、中立位置を中心に減衰運動しながら中立位置へ移動する。
【００６２】
以上の構成によれば、２組一対のパワーローラ２２がストローク方向に対し、それぞれ異なる位相（非同期状態）となっていた場合、エンジン５の始動時において、各変速制御ピストン６６をＡ１方向またはＡ２方向に移動させ、上記のストッパ７８に突き当てることで、各パワーローラ２２の同期を一致させることができる。これにより、各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間の動力伝達を好適に行うことができる。
【００６３】
また、同期制御時において、各パワーローラ２２を減速側変速エンド位置へ向けて移動させることにより、エンジン５始動時において各パワーローラ２２を増速させることはないため、車両１の発進に必要なエンジントルクを不足させることがない。
【００６４】
さらに、車両１の前後進に応じて、各パワーローラ２２をＡ１方向またはＡ２方向に適宜ストロークさせることができるため、車両１の前後進に応じて、各パワーローラ２２が減速側変速エンド位置へ向けて移動することが可能となる。
【００６５】
また、同期制御後に押圧制御を行うことで、各パワーローラ２２の同期状態を維持することができ、この状態でトロイダル式無段変速機８の変速制御を行うことができる。このため、トロイダル式無段変速機８の変速制御を好適に行うことができる。
【００６６】
さらに、同期制御後に復帰制御を行うことで、一対のパワーローラ２２を中立位置に復帰させることができるため、各変速制御ピストン６６とストッパ７８との接触状態を解除することができる。これにより、各変速制御ピストン６６とストッパ７８とが接触した状態で、各トラニオン２３が揺動軸６１ａ，６１ｂを中心に回転することがないため、各変速制御ピストン６６とストッパ７８とが摺動することはない。
【００６７】
なお、本実施例において、ＥＣＵ９０は、ストロークセンサ６４の検出結果から、一対のパワーローラ２２が中立位置に臨んだことを検出した後、押圧制御を行ったが、これに限らず、復帰制御を開始してから所定の時間経過後に、押圧制御を行ってもよい。このとき、所定時間は、復帰制御を開始してから各パワーローラ２２が中立位置に移動するまでの時間であり、作動油の温度に基づいて、任意に設定されることが好ましい。これにより、作動油の温度変化に伴う粘度変化を考慮した復帰制御を行うことが可能となる。また、本実施例において、ＥＣＵ９０は、同期制御の開始から所定の時間経過後、復帰制御を行ったが、これに限らず、ストロークセンサ６４の検出結果により、各パワーローラ２２が減速側変速エンド位置に臨んだことを検出してから、復帰制御を行ってもよい。
【００６８】
さらに、本実施例では、復帰制御を行ったが、この制御を省き、同期制御後、押圧制御を行ってもよい。この構成によれば、一対の変速制御ピストン６６がストッパ７８に当接した状態で、各パワーローラ２２は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂに挟持される。つまり、各パワーローラ２２を中立位置に復帰させることなく、各パワーローラ２２の同期状態を維持することができる。
【００６９】
また、本実施例では、各変速制御油圧室６５のＡ１方向およびＡ２方向における両壁面を、各変速制御ピストン６６のストッパ７８としてそれぞれ機能させていたため、トロイダル式無段変速機８の装置構成を大幅に変更する必要はなかったが、各パワーローラ２２を増速側変速エンド位置および減速側変速エンド位置に移動規制するストッパを別途配設してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明は、エンジン始動時において、トロイダル式無段変速機に設けられた複数のパワーローラを同期させる場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施例に係るトロイダル式無段変速機の概略断面図である。
【図２】本実施例に係るトロイダル式無段変速機の一対のパワーローラ周りの概略断面図である。
【図３】エンジン始動時における変速制御ピストンの一連の動作を示した説明図である。
【図４】エンジン始動時における変速制御ピストンの一連の制御に係るフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１ 車両
５ エンジン
７ 前後進切換機構
８ トロイダル式無段変速機
１１ 駆動輪
２０ａ，２０ｂ 入力ディスク
２１ａ，２１ｂ 出力ディスク
２２ パワーローラ
２３ トラニオン
２４ ディスク押圧機構
２５ 油圧サーボ機構
２６ 油圧制御装置
４５ 挟圧力発生油圧室
４６ 挟圧押圧力ピストン
６４ ストロークセンサ
６５ 変速制御油圧室
６６ 変速制御ピストン
７８ ストッパ
８０ ピストン同期制御部
８１ ピストン復帰制御部
８２ ディスク押圧制御部
ＯＰ１ 第１油圧室
ＯＰ２ 第２油圧室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの駆動により回転可能な入力ディスクと、
前記入力ディスクの回転を出力可能な出力ディスクと、
前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に設けられた複数のパワーローラと、
前記各パワーローラを増速側変速エンド位置および減速側変速エンド位置に移動規制する複数のストッパと、
前記各パワーローラを、中立位置を挟んで前記増速側変速エンド位置と前記減速側変速エンド位置との間でストロークさせるローラストローク手段と、
前記ローラストローク手段を制御可能な制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記エンジンの始動時において、前記各パワーローラを前記増速側変速エンド位置または前記減速側変速エンド位置へ向けてストロークさせて前記各ストッパへ当接させる同期制御部を有していることを特徴とするトロイダル式無段変速機。
【請求項２】
前記ローラストローク手段は、前記各パワーローラをストロークさせる各変速制御ピストンと、前記各変速制御ピストンを油圧によりストローク方向に移動させるための油圧室と、を有しており、
前記各ストッパは、前記各変速制御ピストンの移動を規制する前記油圧室の壁面であることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項３】
前記同期制御部は、前記各パワーローラを前記減速側変速エンド位置へ向けて移動させることを特徴とする請求項１または２に記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項４】
前記同期制御部は、車両の前進時において、前記各パワーローラを前記減速側変速エンド位置へ向けて正方向にストロークさせる一方、車両の後進時において、前記各パワーローラを前記減速側変速エンド位置へ向けて逆方向にストロークさせることを特徴とする請求項３に記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項５】
前記入力ディスクと前記出力ディスクとを相対的に接近移動させて、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクにより前記各パワーローラを挟み込むディスク押圧手段を、さらに備えると共に、前記制御装置は、前記ディスク押圧手段を制御可能なディスク押圧制御部を、さらに有しており、
前記制御装置は、前記同期制御部による同期制御後、前記ディスク押圧制御部によるディスク押圧制御を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項６】
前記制御装置は、前記各パワーローラを前記中立位置に復帰させる中立位置復帰制御部を、さらに有しており、
前記制御装置は、前記同期制御部による同期制御と前記ディスク押圧制御部によるディスク押圧制御との間に、前記中立位置復帰制御部による中立位置復帰制御を行うことを特徴とする請求項５に記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項７】
エンジンの駆動により回転する入力ディスクと前記入力ディスクの回転を出力する出力ディスクとの間に設けられ、中立位置を挟んで増速側変速エンド位置と減速側変速エンド位置との間でストローク方向に移動可能な複数のパワーローラを、ストローク方向において同期させるトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法であって、
前記エンジンの始動時において、前記各パワーローラを前記増速側変速エンド位置または前記減速側変速エンド位置へ向けてストロークさせて、前記各パワーローラを前記増速側変速エンド位置および前記減速側変速エンド位置へ移動規制するストッパへ当接させる同期工程を備えたことを特徴とするトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法。
【請求項１】
エンジンの駆動により回転可能な入力ディスクと、
前記入力ディスクの回転を出力可能な出力ディスクと、
前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に設けられた複数のパワーローラと、
前記各パワーローラを増速側変速エンド位置および減速側変速エンド位置に移動規制する複数のストッパと、
前記各パワーローラを、中立位置を挟んで前記増速側変速エンド位置と前記減速側変速エンド位置との間でストロークさせるローラストローク手段と、
前記ローラストローク手段を制御可能な制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記エンジンの始動時において、前記各パワーローラを前記増速側変速エンド位置または前記減速側変速エンド位置へ向けてストロークさせて前記各ストッパへ当接させる同期制御部を有していることを特徴とするトロイダル式無段変速機。
【請求項２】
前記ローラストローク手段は、前記各パワーローラをストロークさせる各変速制御ピストンと、前記各変速制御ピストンを油圧によりストローク方向に移動させるための油圧室と、を有しており、
前記各ストッパは、前記各変速制御ピストンの移動を規制する前記油圧室の壁面であることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項３】
前記同期制御部は、前記各パワーローラを前記減速側変速エンド位置へ向けて移動させることを特徴とする請求項１または２に記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項４】
前記同期制御部は、車両の前進時において、前記各パワーローラを前記減速側変速エンド位置へ向けて正方向にストロークさせる一方、車両の後進時において、前記各パワーローラを前記減速側変速エンド位置へ向けて逆方向にストロークさせることを特徴とする請求項３に記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項５】
前記入力ディスクと前記出力ディスクとを相対的に接近移動させて、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクにより前記各パワーローラを挟み込むディスク押圧手段を、さらに備えると共に、前記制御装置は、前記ディスク押圧手段を制御可能なディスク押圧制御部を、さらに有しており、
前記制御装置は、前記同期制御部による同期制御後、前記ディスク押圧制御部によるディスク押圧制御を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項６】
前記制御装置は、前記各パワーローラを前記中立位置に復帰させる中立位置復帰制御部を、さらに有しており、
前記制御装置は、前記同期制御部による同期制御と前記ディスク押圧制御部によるディスク押圧制御との間に、前記中立位置復帰制御部による中立位置復帰制御を行うことを特徴とする請求項５に記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項７】
エンジンの駆動により回転する入力ディスクと前記入力ディスクの回転を出力する出力ディスクとの間に設けられ、中立位置を挟んで増速側変速エンド位置と減速側変速エンド位置との間でストローク方向に移動可能な複数のパワーローラを、ストローク方向において同期させるトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法であって、
前記エンジンの始動時において、前記各パワーローラを前記増速側変速エンド位置または前記減速側変速エンド位置へ向けてストロークさせて、前記各パワーローラを前記増速側変速エンド位置および前記減速側変速エンド位置へ移動規制するストッパへ当接させる同期工程を備えたことを特徴とするトロイダル式無段変速機のパワーローラの同期方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２７５８８７（Ｐ２００９−２７５８８７Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３０１４４（Ｐ２００８−１３０１４４）
【出願日】平成２０年５月１６日（２００８．５．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１６日（２００８．５．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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