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、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、各パワーローラを挟持するディスク押圧工程（Ｓ２）と、各パワーローラのストローク速度を検出するローラストローク速度検出工程（Ｓ４）と、ストローク速度が設定速度よりも遅いかを判別するローラストローク速度判別工程（Ｓ５）と、検出したストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いと判別された場合、各パワーローラが非同期状態であるとして、各パワーローラを同期させる同期制御工程（Ｓ６）と、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、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、各パワーローラを挟持するディスク押圧工程（Ｓ２）と、各パワーローラのストローク速度を検出するローラストローク速度検出工程（Ｓ４）と、ストローク速度が設定速度よりも遅いかを判別するローラストローク速度判別工程（Ｓ５）と、検出したストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いと判別された場合、各パワーローラが非同期状態であるとして、各パワーローラを同期させる同期制御工程（Ｓ６）と、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、各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、各パワーローラを中立位置と変速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、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と、ローラストローク手段およびディスク押圧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、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持した状態で、各パワーローラをストロークさせて、各パワーローラのストローク速度を検出するローラストローク速度検出部と、検出したストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いか否かを判別するローラストローク速度判別部と、検出したストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いと判別された場合、各パワーローラが非同期状態であるとして、各パワーローラを同期させる同期制御部と、を有していることを特徴とする。
【００１０】
この場合、同期制御部は、各パワーローラと入力ディスクおよび出力ディスクとの間でスリップ可能なように、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持させる同期制御を行うことが、好ましい。
【００１１】
また、この場合、制御装置は、同期制御部による同期制御時に入力ディスクの駆動力を制限する入力ディスク駆動力制限部を、さらに有していることが、好ましい。
【００１２】
これらの場合、設定速度は、各パワーローラを移動させるための作動油の温度に基づいて設定されることが、好ましい。
【００１３】
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の間に設けられ、中間位置と変速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、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持するディスク押圧工程と、各パワーローラをストロークさせて、各パワーローラのストローク速度を検出するローラストローク速度検出工程と、検出したストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いか否かを判別するローラストローク速度判別工程と、検出したストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いと判別された場合、各パワーローラが非同期状態であるとして、各パワーローラを同期させる同期制御工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
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、先ず、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持し、この状態で、各パワーローラをストロークさせて、ストローク速度を検出する。そして、検出したストローク速度が、設定速度よりも遅ければ、複数のパワーローラが同期していない、すなわち、ストローク方向において複数のパワーローラがそれぞれ異なる位相であると判定する。そして、この判定に基づいて、ストローク方向における複数のパワーローラを同期させることができるため、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】
【００１５】
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】
【００１６】
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制御に係るフローチャートである。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。なお、出力軸４２周りには、出力軸４２の回転数を検出する出力軸回転数検出センサ１０１が配設されている。
【００３３】
ここで、入力軸２８周りには、エンジンの回転数を検出する入力軸回転数検出センサ１００が配設されると共に、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。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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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のストロークエンド位置と減速側のストローク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。
【００４３】
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。
【００４４】
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のストロークエンド位置と減速側のストローク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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
油圧制御装置２６を制御するＥＣＵ９０（制御装置）は、各パワーローラ２２を挟持する各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂの間の押圧力（挟持力）を制御するディスク押圧制御部８０と、ストローク方向に移動する各変速制御ピストン６６を制御するピストン変速制御部８１と、を備えている。また、ＥＣＵ９０は、各パワーローラ２２のストローク方向における速度を検出するローラ速度検出部８２（ローラストローク速度検出部）と、検出した各パワーローラ２２のストローク速度から各パワーローラ２２が非同期状態であるか否かを判別するローラ同期判別部８３（ローラストローク速度判別部）と、エンジンの駆動力を制限するエンジン駆動力制限部７９（入力ディスク駆動力制限部）と、を備えている。
【００５３】
ディスク押圧制御部８０は、押圧制御弁８４を制御して、挟圧力発生油圧室４５内の油圧を可変させることにより、各パワーローラ２２を挟み込む各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂの挟持力を調整する。そして、ディスク押圧制御部８０は、この挟持力を適宜調整することにより、各入力ディスク２０ａ，２０ｂからの回転を各出力ディスク２１ａ，２１ｂへ伝達可能としたり、または、各入力ディスク２０ａ，２０ｂからの回転を各出力ディスク２１ａ，２１ｂへ伝達不能としたり、あるいは、各パワーローラ２２と各入力ディスク２０ａ，２０ｂとをスリップ（層間滑り）させた状態で、各入力ディスク２０ａ，２０ｂからの回転を各出力ディスク２１ａ，２１ｂへ伝達可能としたりする。つまり、詳細は後述するが、ディスク押圧制御部８０は、ストローク方向における各パワーローラ２２を同期させる同期制御部として機能する。
【００５４】
ピストン変速制御部８１は、変速制御弁８５を制御して、第１油圧室ＯＰ１内および第２油圧室ＯＰ２内の油圧を可変させることにより、各変速制御ピストン６６をストローク方向に移動させるものである。そして、ピストン変速制御部８１は、各変速制御ピストン６６をストローク方向に移動させることで、各トラニオン２３を介して各パワーローラ２２を中立位置と変速位置との間で移動させることができる。
【００５５】
ローラ速度検出部８２は、エンジン５始動時において、各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂにより各パワーローラ２２を挟持した状態で、各パワーローラ２２をストロークさせる。そして、ローラ速度検出部８２は、ストロークセンサ６４による検出結果に基づいて、各パワーローラ２２のストローク方向におけるストローク速度を検出しており、具体的には、単位時間当たりにおける各パワーローラ２２のストローク量（移動量）からストローク速度を算出している。
【００５６】
ローラ同期判別部８３は、ローラ速度検出部８２により検出されたストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いか否かを判別して、各パワーローラ２２が非同期状態であるか否かを判別するものである。具体的に、ローラ同期判別部８３は、ローラ速度検出部８２により検出されたストローク速度が設定速度よりも遅い場合、各パワーローラ２２が非同期状態であると判別する一方、ローラ速度検出部８２により検出されたストローク速度が設定速度よりも速い場合、各パワーローラ２２が同期状態であると判別する。なお、上記の設定速度とは、各パワーローラ２２が同期状態であるか否かを判定するしきい値であり、第１油圧室ＯＰ１および第２油圧室ＯＰ２に流入する作動油の温度に基づいて、任意に設定されている。これにより、作動油の温度変化に伴う粘度変化を考慮して、各パワーローラが同期状態であるか否かを判別することができる。
【００５７】
つまり、各パワーローラ２２が非同期状態である場合、例えば、一対のパワーローラ２２のうち、その一方が中立位置から減速側にズレ、その他方が中立位置から増速側にズレた状態である場合、一対のパワーローラ２２を減速側のストロークエンド位置へストロークさせる。すると、一方のパワーローラ２２は、中立位置から減速側の変速位置に位置しているため、減速側のストロークエンド位置までの距離は短い。他方のパワーローラ２２は、中立位置から増速側の変速位置に位置しているため、減速側のストロークエンド位置までの距離は長い。これにより、減速側のストロークエンド位置までの距離が長い他方のパワーローラ２２は、減速側のストロークエンド位置までの距離が短い一方のパワーローラ２２に比して、入力ディスク２０ａ，２０ｂを回転させようとする。つまり、他方のパワーローラ２２のストローク速度は、入力ディスク２０ａ，２０ｂを介して一方のパワーローラ２２のストローク速度に阻害されるため、設定速度よりも遅くなる。
【００５８】
これに対し、各パワーローラ２２が同期状態である場合、例えば、一対のパワーローラ２２のそれぞれが中立位置に位置している場合、一対のパワーローラ２２を減速側のストロークエンド位置へストロークさせる。すると、一方のパワーローラ２２および他方のパワーローラ２２は、中立位置から減速側のストロークエンド位置までの距離は同じとなるため、他方のパワーローラ２２のストローク速度は、入力ディスク２０ａ，２０ｂを介して一方のパワーローラ２２のストローク速度に阻害されることがないため、設定速度よりも速くなる。
【００５９】
エンジン駆動力制限部７９は、エンジン回転数およびエンジントルクを制限するものである。エンジン駆動力制限部７９は、トロイダル式無段変速機８の入力軸２８に設けられた入力軸回転数検出センサ１００により入力軸２８の回転数を検出しながら、入力軸２８（入力ディスク２０ａ，２０ｂ）の回転数を所定の回転数以下となるように、エンジン制御を行う。また、エンジン駆動力制限部７９は、エンジントルクが所定のトルク以下となるようにエンジン制御を行う。これにより、エンジン駆動力制限部７９は、スリップにより生じる各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各パワーローラ２２との摺動によるダメージを軽減することができる。
【００６０】
次に、図３を参照して、エンジン５始動時における各パワーローラ２２の一連の動作および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のディスク押圧制御部８０は、押圧制御弁８４を制御して、各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂの間の挟持力を発生させ、各パワーローラ２２を挟み込む（Ｓ２：ディスク押圧工程）。この後、ピストン変速制御部８１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、ピストン変速制御部８１は、２組一対の変速制御ピストン６６を、Ａ１方向またはＡ２方向にストロークさせる（Ｓ３）。
【００６１】
このとき、ローラ速度検出部８２は、各変速制御ピストン６６を介してストロークさせた各パワーローラ２２のストローク速度を検出する（Ｓ４：ローラストローク速度検出工程）。続いて、ローラ同期判別部８３は、ローラ速度検出部８２により検出されたストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いか否かを判別する（Ｓ５：ローラストローク速度判別工程）。そして、ローラ同期判別部８３は、ローラ速度検出部８２により検出したストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いと判別した場合、各パワーローラ２２が非同期状態であると判別する。なお、ローラ同期判別部８３は、ローラ速度検出部８２により検出したストローク速度が、予め設定された設定速度よりも速いと判別した場合、各パワーローラ２２が同期状態であると判別して、後述するＳ９へ移行する。
【００６２】
各パワーローラ２２が非同期状態であると判別されると、ディスク押圧制御部８０は、押圧制御弁８４を制御して、押圧油圧を下げ、ディスク押圧工程において発生させた挟持力よりも低い挟持力とする。これにより、ディスク押圧制御部８０は、各パワーローラ２２が各入力ディスク２０ａ，２０ｂとの間でスリップしながら回転可能となるようにする（Ｓ６：同期制御工程）。
【００６３】
続いて、エンジン駆動力制限部７９は、入力軸２８の回転数が所定の回転数以下となるように、また、入力軸２８のトルクが所定のトルク以下となるように、エンジンの駆動力を制限し（Ｓ７）、この状態において、各入力ディスク２０ａ，２０ｂを回転させる。これにより、各パワーローラ２２は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂとの間でスリップしながら、力がバランスする各入力ディスク２０ａ，２０ｂとの接触点へ移動する。そして、接触点が移動することにより、ストローク方向における各パワーローラ２２の非同期状態が補正されて同期状態となり、ＥＣＵ９０は、ストローク方向における各パワーローラ２２の位相を一致させることができる。そして、各パワーローラ２２の位相が一致すると、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へ好適に伝達することができる。このため、ＥＣＵ９０は、トロイダル式無段変速機８の出力軸４２に設けられた出力軸回転数検出センサ１０１により、出力軸４２が回転したか否かを検出し（Ｓ８）、出力軸４２が回転したことを検出すると、ＥＣＵ９０は、通常の変速制御を行う（Ｓ９）。このとき、通常の変速制御を行う場合、ＥＣＵ９０のディスク押圧制御部８０は、各パワーローラ２２と各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂとがスリップしないように押圧油圧を上げると共に、Ｓ７におけるエンジン回転数の制限を解除する。
【００６４】
以上の構成によれば、２組一対の各パワーローラ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、各パワーローラをストロークさせることにより、各パワーローラが同期しているか否かを判別することができる。そして、この判別に基づいて、ストローク方向における複数のパワーローラを同期させることができるため、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。
【００６５】
また、同期制御工程において、ディスク押圧制御部８０が、各パワーローラ２２と各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間でスリップ可能なように、各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂにより各パワーローラ２２を挟持することができる。このため、各パワーローラ２２は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂとの接触点を、力がバランスする接触点へスリップしながら移動することができるため、ディスク押圧制御部８０は、ストローク方向における各パワーローラ２２を同期させることができる。
【００６６】
さらに、エンジン駆動力制限部７９は、入力軸２８の駆動力（回転数およびトルク）を所定の駆動力以下となるようにエンジンの駆動力を制限することにより、スリップにより生じる各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各パワーローラ２２との摺動によるダメージを軽減することができる。
【００６７】
さらに、Ｓ５のローラストローク速度判別工程において、設定速度を作動油の温度に基づいて任意のストローク速度に設定することで、温度変化による作動油の粘度を考慮した設定速度とすることができる。これにより、ローラ同期判別部８３は、作動油の温度変化に伴う粘度変化を考慮して、各パワーローラ２２が同期状態であるか否かを判別することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
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】
【００６９】
【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パワーローラの一連の制御に係るフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
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
７９ エンジン駆動力制限部
８０ ディスク押圧制御部
８１ ピストン変速制御部
８２ ローラ速度検出部
８３ ローラ同期判別部
８４ 押圧制御弁
８５ 変速制御弁
９０ ＥＣＵ
１００ 入力軸回転数検出センサ
１０１ 出力軸回転数検出センサ
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、各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、各パワーローラを中立位置と変速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、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と、ローラストローク手段およびディスク押圧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、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持した状態で、各パワーローラをストロークさせて、各パワーローラのストローク速度を検出するローラストローク速度検出部と、検出したストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いか否かを判別するローラストローク速度判別部と、検出したストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いと判別された場合、各パワーローラが非同期状態であるとして、各パワーローラを同期させる同期制御部と、を有していることを特徴とする。
【００１０】
この場合、同期制御部は、各パワーローラと入力ディスクおよび出力ディスクとの間でスリップ可能なように、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持させる同期制御を行うことが、好ましい。
【００１１】
また、この場合、制御装置は、同期制御部による同期制御時に入力ディスクの駆動力を制限する入力ディスク駆動力制限部を、さらに有していることが、好ましい。
【００１２】
これらの場合、設定速度は、各パワーローラを移動させるための作動油の温度に基づいて設定されることが、好ましい。
【００１３】
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の間に設けられ、中間位置と変速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、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持するディスク押圧工程と、各パワーローラをストロークさせて、各パワーローラのストローク速度を検出するローラストローク速度検出工程と、検出したストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いか否かを判別するローラストローク速度判別工程と、検出したストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いと判別された場合、各パワーローラが非同期状態であるとして、各パワーローラを同期させる同期制御工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
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、先ず、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持し、この状態で、各パワーローラをストロークさせて、ストローク速度を検出する。そして、検出したストローク速度が、設定速度よりも遅ければ、複数のパワーローラが同期していない、すなわち、ストローク方向において複数のパワーローラがそれぞれ異なる位相であると判定する。そして、この判定に基づいて、ストローク方向における複数のパワーローラを同期させることができるため、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】
【００１５】
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】
【００１６】
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制御に係るフローチャートである。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。なお、出力軸４２周りには、出力軸４２の回転数を検出する出力軸回転数検出センサ１０１が配設されている。
【００３３】
ここで、入力軸２８周りには、エンジンの回転数を検出する入力軸回転数検出センサ１００が配設されると共に、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。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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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のストロークエンド位置と減速側のストローク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。
【００４３】
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。
【００４４】
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のストロークエンド位置と減速側のストローク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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
油圧制御装置２６を制御するＥＣＵ９０（制御装置）は、各パワーローラ２２を挟持する各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂの間の押圧力（挟持力）を制御するディスク押圧制御部８０と、ストローク方向に移動する各変速制御ピストン６６を制御するピストン変速制御部８１と、を備えている。また、ＥＣＵ９０は、各パワーローラ２２のストローク方向における速度を検出するローラ速度検出部８２（ローラストローク速度検出部）と、検出した各パワーローラ２２のストローク速度から各パワーローラ２２が非同期状態であるか否かを判別するローラ同期判別部８３（ローラストローク速度判別部）と、エンジンの駆動力を制限するエンジン駆動力制限部７９（入力ディスク駆動力制限部）と、を備えている。
【００５３】
ディスク押圧制御部８０は、押圧制御弁８４を制御して、挟圧力発生油圧室４５内の油圧を可変させることにより、各パワーローラ２２を挟み込む各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂの挟持力を調整する。そして、ディスク押圧制御部８０は、この挟持力を適宜調整することにより、各入力ディスク２０ａ，２０ｂからの回転を各出力ディスク２１ａ，２１ｂへ伝達可能としたり、または、各入力ディスク２０ａ，２０ｂからの回転を各出力ディスク２１ａ，２１ｂへ伝達不能としたり、あるいは、各パワーローラ２２と各入力ディスク２０ａ，２０ｂとをスリップ（層間滑り）させた状態で、各入力ディスク２０ａ，２０ｂからの回転を各出力ディスク２１ａ，２１ｂへ伝達可能としたりする。つまり、詳細は後述するが、ディスク押圧制御部８０は、ストローク方向における各パワーローラ２２を同期させる同期制御部として機能する。
【００５４】
ピストン変速制御部８１は、変速制御弁８５を制御して、第１油圧室ＯＰ１内および第２油圧室ＯＰ２内の油圧を可変させることにより、各変速制御ピストン６６をストローク方向に移動させるものである。そして、ピストン変速制御部８１は、各変速制御ピストン６６をストローク方向に移動させることで、各トラニオン２３を介して各パワーローラ２２を中立位置と変速位置との間で移動させることができる。
【００５５】
ローラ速度検出部８２は、エンジン５始動時において、各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂにより各パワーローラ２２を挟持した状態で、各パワーローラ２２をストロークさせる。そして、ローラ速度検出部８２は、ストロークセンサ６４による検出結果に基づいて、各パワーローラ２２のストローク方向におけるストローク速度を検出しており、具体的には、単位時間当たりにおける各パワーローラ２２のストローク量（移動量）からストローク速度を算出している。
【００５６】
ローラ同期判別部８３は、ローラ速度検出部８２により検出されたストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いか否かを判別して、各パワーローラ２２が非同期状態であるか否かを判別するものである。具体的に、ローラ同期判別部８３は、ローラ速度検出部８２により検出されたストローク速度が設定速度よりも遅い場合、各パワーローラ２２が非同期状態であると判別する一方、ローラ速度検出部８２により検出されたストローク速度が設定速度よりも速い場合、各パワーローラ２２が同期状態であると判別する。なお、上記の設定速度とは、各パワーローラ２２が同期状態であるか否かを判定するしきい値であり、第１油圧室ＯＰ１および第２油圧室ＯＰ２に流入する作動油の温度に基づいて、任意に設定されている。これにより、作動油の温度変化に伴う粘度変化を考慮して、各パワーローラが同期状態であるか否かを判別することができる。
【００５７】
つまり、各パワーローラ２２が非同期状態である場合、例えば、一対のパワーローラ２２のうち、その一方が中立位置から減速側にズレ、その他方が中立位置から増速側にズレた状態である場合、一対のパワーローラ２２を減速側のストロークエンド位置へストロークさせる。すると、一方のパワーローラ２２は、中立位置から減速側の変速位置に位置しているため、減速側のストロークエンド位置までの距離は短い。他方のパワーローラ２２は、中立位置から増速側の変速位置に位置しているため、減速側のストロークエンド位置までの距離は長い。これにより、減速側のストロークエンド位置までの距離が長い他方のパワーローラ２２は、減速側のストロークエンド位置までの距離が短い一方のパワーローラ２２に比して、入力ディスク２０ａ，２０ｂを回転させようとする。つまり、他方のパワーローラ２２のストローク速度は、入力ディスク２０ａ，２０ｂを介して一方のパワーローラ２２のストローク速度に阻害されるため、設定速度よりも遅くなる。
【００５８】
これに対し、各パワーローラ２２が同期状態である場合、例えば、一対のパワーローラ２２のそれぞれが中立位置に位置している場合、一対のパワーローラ２２を減速側のストロークエンド位置へストロークさせる。すると、一方のパワーローラ２２および他方のパワーローラ２２は、中立位置から減速側のストロークエンド位置までの距離は同じとなるため、他方のパワーローラ２２のストローク速度は、入力ディスク２０ａ，２０ｂを介して一方のパワーローラ２２のストローク速度に阻害されることがないため、設定速度よりも速くなる。
【００５９】
エンジン駆動力制限部７９は、エンジン回転数およびエンジントルクを制限するものである。エンジン駆動力制限部７９は、トロイダル式無段変速機８の入力軸２８に設けられた入力軸回転数検出センサ１００により入力軸２８の回転数を検出しながら、入力軸２８（入力ディスク２０ａ，２０ｂ）の回転数を所定の回転数以下となるように、エンジン制御を行う。また、エンジン駆動力制限部７９は、エンジントルクが所定のトルク以下となるようにエンジン制御を行う。これにより、エンジン駆動力制限部７９は、スリップにより生じる各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各パワーローラ２２との摺動によるダメージを軽減することができる。
【００６０】
次に、図３を参照して、エンジン５始動時における各パワーローラ２２の一連の動作および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のディスク押圧制御部８０は、押圧制御弁８４を制御して、各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂの間の挟持力を発生させ、各パワーローラ２２を挟み込む（Ｓ２：ディスク押圧工程）。この後、ピストン変速制御部８１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、ピストン変速制御部８１は、２組一対の変速制御ピストン６６を、Ａ１方向またはＡ２方向にストロークさせる（Ｓ３）。
【００６１】
このとき、ローラ速度検出部８２は、各変速制御ピストン６６を介してストロークさせた各パワーローラ２２のストローク速度を検出する（Ｓ４：ローラストローク速度検出工程）。続いて、ローラ同期判別部８３は、ローラ速度検出部８２により検出されたストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いか否かを判別する（Ｓ５：ローラストローク速度判別工程）。そして、ローラ同期判別部８３は、ローラ速度検出部８２により検出したストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いと判別した場合、各パワーローラ２２が非同期状態であると判別する。なお、ローラ同期判別部８３は、ローラ速度検出部８２により検出したストローク速度が、予め設定された設定速度よりも速いと判別した場合、各パワーローラ２２が同期状態であると判別して、後述するＳ９へ移行する。
【００６２】
各パワーローラ２２が非同期状態であると判別されると、ディスク押圧制御部８０は、押圧制御弁８４を制御して、押圧油圧を下げ、ディスク押圧工程において発生させた挟持力よりも低い挟持力とする。これにより、ディスク押圧制御部８０は、各パワーローラ２２が各入力ディスク２０ａ，２０ｂとの間でスリップしながら回転可能となるようにする（Ｓ６：同期制御工程）。
【００６３】
続いて、エンジン駆動力制限部７９は、入力軸２８の回転数が所定の回転数以下となるように、また、入力軸２８のトルクが所定のトルク以下となるように、エンジンの駆動力を制限し（Ｓ７）、この状態において、各入力ディスク２０ａ，２０ｂを回転させる。これにより、各パワーローラ２２は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂとの間でスリップしながら、力がバランスする各入力ディスク２０ａ，２０ｂとの接触点へ移動する。そして、接触点が移動することにより、ストローク方向における各パワーローラ２２の非同期状態が補正されて同期状態となり、ＥＣＵ９０は、ストローク方向における各パワーローラ２２の位相を一致させることができる。そして、各パワーローラ２２の位相が一致すると、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へ好適に伝達することができる。このため、ＥＣＵ９０は、トロイダル式無段変速機８の出力軸４２に設けられた出力軸回転数検出センサ１０１により、出力軸４２が回転したか否かを検出し（Ｓ８）、出力軸４２が回転したことを検出すると、ＥＣＵ９０は、通常の変速制御を行う（Ｓ９）。このとき、通常の変速制御を行う場合、ＥＣＵ９０のディスク押圧制御部８０は、各パワーローラ２２と各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂとがスリップしないように押圧油圧を上げると共に、Ｓ７におけるエンジン回転数の制限を解除する。
【００６４】
以上の構成によれば、２組一対の各パワーローラ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、各パワーローラをストロークさせることにより、各パワーローラが同期しているか否かを判別することができる。そして、この判別に基づいて、ストローク方向における複数のパワーローラを同期させることができるため、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。
【００６５】
また、同期制御工程において、ディスク押圧制御部８０が、各パワーローラ２２と各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂとの間でスリップ可能なように、各入力ディスク２０ａ，２０ｂおよび各出力ディスク２１ａ，２１ｂにより各パワーローラ２２を挟持することができる。このため、各パワーローラ２２は、各入力ディスク２０ａ，２０ｂとの接触点を、力がバランスする接触点へスリップしながら移動することができるため、ディスク押圧制御部８０は、ストローク方向における各パワーローラ２２を同期させることができる。
【００６６】
さらに、エンジン駆動力制限部７９は、入力軸２８の駆動力（回転数およびトルク）を所定の駆動力以下となるようにエンジンの駆動力を制限することにより、スリップにより生じる各入力ディスク２０ａ，２０ｂと各パワーローラ２２との摺動によるダメージを軽減することができる。
【００６７】
さらに、Ｓ５のローラストローク速度判別工程において、設定速度を作動油の温度に基づいて任意のストローク速度に設定することで、温度変化による作動油の粘度を考慮した設定速度とすることができる。これにより、ローラ同期判別部８３は、作動油の温度変化に伴う粘度変化を考慮して、各パワーローラ２２が同期状態であるか否かを判別することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
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】
【００６９】
【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パワーローラの一連の制御に係るフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
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
７９ エンジン駆動力制限部
８０ ディスク押圧制御部
８１ ピストン変速制御部
８２ ローラ速度検出部
８３ ローラ同期判別部
８４ 押圧制御弁
８５ 変速制御弁
９０ ＥＣＵ
１００ 入力軸回転数検出センサ
１０１ 出力軸回転数検出センサ
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中立位置と変速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と、
前記ローラストローク手段および前記ディスク押圧手段を制御可能な制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
エンジンの始動時において、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持した状態で、前記各パワーローラをストロークさせて、前記各パワーローラのストローク速度を検出するローラストローク速度検出部と、
検出した前記ストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いか否かを判別するローラストローク速度判別部と、
検出した前記ストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いと判別された場合、前記各パワーローラが非同期状態であるとして、前記各パワーローラを同期させる同期制御部と、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】
前記同期制御部は、前記各パワーローラと前記入力ディスクおよび前記出力ディスクとの間でスリップ可能なように、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持させる同期制御を行う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】
前記制御装置は、前記同期制御部による同期制御時に前記入力ディスクの駆動力を制限する入力ディスク駆動力制限部を、さらに有していることを特徴とする請求項２に記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項４】
前記設定速度は、前記各パワーローラを移動させるための作動油の温度に基づいて設定されることを特徴とする請求項１ないし３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５】
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の間に設けられ、中間位置と変速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持するディスク押圧工程と、
前記各パワーローラをストロークさせて、前記各パワーローラのストローク速度を検出するローラストローク速度検出工程と、
検出した前記ストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いか否かを判別するローラストローク速度判別工程と、
検出した前記ストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いと判別された場合、前記各パワーローラが非同期状態であるとして、前記各パワーローラを同期させる同期制御工程と、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中立位置と変速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と、
前記ローラストローク手段および前記ディスク押圧手段を制御可能な制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
エンジンの始動時において、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持した状態で、前記各パワーローラをストロークさせて、前記各パワーローラのストローク速度を検出するローラストローク速度検出部と、
検出した前記ストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いか否かを判別するローラストローク速度判別部と、
検出した前記ストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いと判別された場合、前記各パワーローラが非同期状態であるとして、前記各パワーローラを同期させる同期制御部と、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】
前記同期制御部は、前記各パワーローラと前記入力ディスクおよび前記出力ディスクとの間でスリップ可能なように、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持させる同期制御を行う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】
前記制御装置は、前記同期制御部による同期制御時に前記入力ディスクの駆動力を制限する入力ディスク駆動力制限部を、さらに有していることを特徴とする請求項２に記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項４】
前記設定速度は、前記各パワーローラを移動させるための作動油の温度に基づいて設定されることを特徴とする請求項１ないし３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５】
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の間に設けられ、中間位置と変速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持するディスク押圧工程と、
前記各パワーローラをストロークさせて、前記各パワーローラのストローク速度を検出するローラストローク速度検出工程と、
検出した前記ストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いか否かを判別するローラストローク速度判別工程と、
検出した前記ストローク速度が、予め設定された設定速度よりも遅いと判別された場合、前記各パワーローラが非同期状態であるとして、前記各パワーローラを同期させる同期制御工程と、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２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−２７５８８８（Ｐ２００９−２７５８８８Ａ）
【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２００８−１３０１４５（Ｐ２００８−１３０１４５）
【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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