摩擦車式無段変速機
【課題】トラクションオイルの油温低下に伴うスリップの発生を防止するものでありながら、出力トルクの低下を抑えてドライバに違和感を与えることの防止を図ることが可能な摩擦車式無段変速機を提供する。
【解決手段】摩擦車式無段変速機１は、リングが両コーンにトラクションオイルを介して挟持されていると共に、出力軸に作用する出力トルクに応じてリングの押付力を発生させる押付装置を有するように構成されている。油温判定手段５３により判定されたトラクションオイルの油温が所定温度以下の場合に、変速比制御手段５１が変速比を所定変速比よりもダウンシフト側の範囲に制限する。変速比が制限されたことに基づきエンジン３０の駆動力が低下するが、該駆動力がその変速比により増大されて出力トルクの低下は抑えられる。これにより、押付装置の押付力が維持されてスリップの発生が防止され、かつドライバの違和感の発生も防止される。
【解決手段】摩擦車式無段変速機１は、リングが両コーンにトラクションオイルを介して挟持されていると共に、出力軸に作用する出力トルクに応じてリングの押付力を発生させる押付装置を有するように構成されている。油温判定手段５３により判定されたトラクションオイルの油温が所定温度以下の場合に、変速比制御手段５１が変速比を所定変速比よりもダウンシフト側の範囲に制限する。変速比が制限されたことに基づきエンジン３０の駆動力が低下するが、該駆動力がその変速比により増大されて出力トルクの低下は抑えられる。これにより、押付装置の押付力が維持されてスリップの発生が防止され、かつドライバの違和感の発生も防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力側摩擦車及び出力側摩擦車にトラクションオイルを介して挟持される摩擦部材の接触位置を変更して変速を行うと共に、押付機構によって該摩擦部材の挟持圧となる押付力を出力トルクに応じて発生させる無段変速機構を備えた摩擦車式無段変速機に係り、特にトラクションオイルの所定温度以下の場合にスリップを防止する制御を行う摩擦車式無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、入力側摩擦車（入力ディスクやインプットコーン）及び出力側摩擦車（出力ディスクやアウトプットコーン）に対してトラクションオイルを介して摩擦接触しつつ動力伝達（いわゆるトラクションドライブ）を行う摩擦部材（パワーローラやリング）の接触位置（接触半径）を変更することで無段変速を行うトロイダル式無段変速機（特許文献１参照）や円錐摩擦リング式無段変速機（特許文献２参照）が提案されている。
【０００３】
ところで、上記トラクションオイルを介したトルク伝達力（トラクション力）は、その油温に依存して変化することが知られており、特に極低温の環境下では、トルク伝達力の低下によってエンジン等の駆動力が伝達しきれず、スリップを招く虞がある。そのため、特許文献１のものは、油温が低いときにエンジン出力を制限することで、スリップの防止を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９８９６５号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１０／０７３５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のものは、エンジン出力を低下させることで、トラクションオイルの油温低下に伴うスリップの発生を防止しているが、エンジン出力を低下させるため、出力トルクも低下してしまい、運転者が要求する要求駆動力（即ちアクセル開度）に応じることができず、運転者に違和感を与えてしまう虞がある。
【０００６】
一方、トラクションオイルの油温低下に伴うスリップの発生を防止するためには、摩擦部材の挟持圧を上昇することで、摩擦係数の低下に対応することも考えられ、例えば油圧等によって上記挟持圧を発生させる構造であれば、油圧を一時的に上昇する等の対応手法も考えられる。
【０００７】
しかしながら、例えば特許文献２のように出力トルクに応じて機械的なトルクカムによって軸力を発生させるような構造においては、トラクションオイルの低油温時だけ挟持圧（軸力）を上昇させることは難しいという問題がある。
【０００８】
そこで本発明は、トラクションオイルの油温低下に伴うスリップの発生を防止するものでありながら、出力トルクの低下を抑えてドライバに違和感を与えることの防止を図ることが可能な摩擦車式無段変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は（例えば図１乃至図９参照）、駆動源（３０）からの駆動力（Ｔｉｎ）が入力される入力軸（４）に駆動連結された入力側摩擦車（２）と、車輪（４０）に出力トルク（Ｔｏｕｔ）を出力する出力軸（１１）に駆動連結された出力側摩擦車（１０）と、これら入力側摩擦車（２）及び出力側摩擦車（１０）にトラクションオイルを介して挟持されつつ摩擦接触して動力伝達すると共に、それら入力側摩擦車（２）及び出力側摩擦車（１０）に対する接触位置が変更されることで変速比（Ｇｒ）を変更する摩擦部材（３）と、前記入力側摩擦車（２）及び前記出力側摩擦車（１０）に対する前記摩擦部材（３）の挟持圧となる押付力を、前記出力軸（１１）に作用する前記出力トルク（Ｔｏｕｔ）に応じて発生させる押付装置（１２）と、を有する無段変速機構（５）と、
運転者の要求トルク（Ｔｒ）を検出する要求トルク検出手段（５５）と、
前記要求トルク（Ｔｒ）に基づき、前記摩擦部材（３）を移動制御して前記無段変速機構（５）の変速比（Ｇｒ）を設定する変速比制御手段（５１）と、
前記出力トルク（Ｔｏｕｔ）が前記要求トルク（Ｔｒ）となるように、前記要求トルク（Ｔｒ）と前記変速比（Ｇｒ）とに応じて前記駆動源（３０）に出力させる駆動力（Ｔｉｎ）を設定する駆動力制御手段（５４）と、
前記トラクションオイルの油温（Ｔｅｍｐ）を判定する油温判定手段（５３）と、を備え、
前記変速比制御手段（５１）は、前記判定された油温が所定温度（Ｔｅｍｐ１）以下の場合に、変速比を所定変速比（ＧｒＡ）よりもダウンシフト側の範囲に制限する、
ことを特徴とする摩擦車式無段変速機（１）にある。
【００１０】
また本発明は（例えば図３、図５、図９参照）、前記制限された変速比で前記出力トルク（Ｔｏｕｔ）が前記要求トルク（Ｔｒ）となるように前記駆動源（３０）の駆動力（Ｔｉｎ）を設定した場合に、前記判定された油温（Ｔｅｍｐ）における前記摩擦部材（３）の挟持圧に基づく摩擦接触の摩擦力が前記設定した駆動源（３０）の駆動力（Ｔｉｎ）に対して不足することが判定された際に、前記摩擦力により伝達し得る駆動力以下に前記駆動源（３０）の駆動力（Ｔｉｎ）を制限する駆動力制限手段（５６）と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
さらに本発明は（例えば図５、図７参照）、前記油温判定手段（５３）は、前記摩擦部材（３）に作用した伝達トルク（例えばＴｉｎ）とその作用した時間を加味して前記トラクションオイルの油温（Ｔｅｍｐ）を判定することを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明は（例えば図１、図２参照）、前記押付装置（１２）は、前記出力軸（１１）と前記出力側摩擦車（１０）との間に配置され、前記出力トルク（Ｔｏｕｔ）に応じて前記押付力を発生させるトルクカム（１５、２０）を有するトルクカム機構からなることを特徴とする。
【００１３】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る本発明によると、判定されたトラクションオイルの油温が所定温度以下の場合に、変速比を所定変速比よりもダウンシフト側の範囲に制限し、該変速比が制限されたことに基づき、駆動源の駆動力が低下するので、つまり駆動源が高回転・低トルクに制御されて、入力側摩擦車から摩擦部材に入力される駆動源の駆動力が低下されるが、ダウンシフト側に変速比が設定されることで低下された駆動源の駆動力がその変速比により増大され、出力トルクの低下を抑えることができ、出力軸に作用する出力トルクに応じて発生する押付装置の押付力は維持されるので、トラクションオイルの油温低下に伴うスリップの発生を防止できる。その上、出力トルクの低下は押さえられているので、ドライバに違和感を与えることの防止を図ることができる。
【００１５】
請求項２に係る本発明によると、変速比をダウンシフト側に制限し、かつ駆動源の駆動力を低下しても、摩擦部材における摩擦力が不足する場合に、該摩擦力で伝達し得る駆動力に駆動源の駆動力を制限するので、出力トルクが要求トルクに対して僅かに少なくなったとしても、確実に摩擦部材のスリップの発生を防止することができる。
【００１６】
請求項３に係る本発明によると、摩擦部材に作用した伝達トルクとその作用した時間を加味してトラクションオイルの油温を判定するので、無段変速機の運転状態によって上昇していくトラクションオイルの温度状態を素早く反映することができ、変速比の制限や駆動源の駆動力の制限をレスポンス良く解除していくことができる。
【００１７】
請求項４に係る本発明によると、押付装置が出力トルクに応じて押付力を発生させるトルクカム機構であるので、トラクションオイルの油温の低下に応じて押付力を上昇させることができないが、変速比をダウンシフト側に制限しかつ駆動源に出力させる駆動力を低下するので、トラクションオイルの油温低下に伴うスリップの発生を防止するものでありながら、出力トルクの低下を抑えることができてドライバに違和感を与えることの防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る車両を示す伝動系統図。
【図２】本発明に係る押付装置の作動を示す模式図で、（ａ）は第１段階の図、（ｂ）は第２段階の図、（ｃ）は第３段階の図、（ｄ）が出力トルクと軸力との関係を示す図。
【図３】本発明に係る無段変速機の制御装置を示すブロック図。
【図４】油温センサの取付位置を示す概略図。
【図５】本発明に係るスリップ防止制御を示すフローチャート。
【図６】トラクション係数と油温との関係を示す図。
【図７】リングに作用したトルク及びその作用した時間と表面温度との関係を示す図。
【図８】変速マップの一例を示す図で、（ａ）は常温時の変速マップの図、（ｂ）は低温時の変速マップの図。
【図９】軸力及び入力トルクと出力トルクと変速比との関係を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施の形態を図に沿って説明する。まず、本発明に係る摩擦車式無段変速機１を備えた車両の動力伝達系について図１に沿って説明する。自動車等の車両に搭載される摩擦車式無段変速機１は、図１に示すように、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータや多板湿式クラッチ等の発進装置３１、前後進切換え装置３２、円錐摩擦リング式無段変速装置５、及びディファレンシャル装置３３からなり、これら各装置がケース６（図４参照）に組み込まれて構成される。円錐摩擦リング式無段変速装置５は、油密状のケース６に収納されており、該ケース６内にはトラクションオイルが封入されて、その下方側にオイル溜り８を形成している。
【００２０】
エンジン（駆動源）３０によって発生した動力は、発進装置３１、該発進装置３１の動力伝達経路下流側に配置される前後進切換え装置３２を介して円錐摩擦リング式無段変速装置５の入力軸４へ動力伝達され、円錐摩擦リング式無段変速装置５によって無段変速され、セカンダリシャフト（出力軸）１１へ出力される。さらに、該セカンダリシャフト１１に設けられたセカンダリギヤ３６及びそれと噛合するマウントギヤ３４によりディファレンシャル装置３３へ動力伝達され、左右の駆動軸３５，３５に出力されて、車輪４０，４０に伝達される。
【００２１】
なお、本摩擦車式無段変速機１は、円錐摩擦リング式無段変速装置５を適用した一例として示すもので、これに限らず、エンジン及びモータを駆動源とするハイブリッド駆動装置等の他の装置に適用してもよい。また、上記円錐摩擦リング式無段変速装置は、摩擦車式無段変速装置の一例として代表して示すものであり、リングを両円錐摩擦車を囲むように配置したリングコーン式無段変速装置、その外、トロイダル式無段変速装置等、入力側摩擦車と出力側摩擦車との間にオイルを介在して摩擦部材を接触し、該接触位置を変更することにより入力軸と出力軸との間の回転を無段に変速する摩擦車式無段変速装置に適用可能である。また、本円錐摩擦リング式無段変速装置５は、トラクションオイルに一部浸されており、接触部分に掻上げ等により上記トラクションオイルが介在しており、該オイルの剪断力を介して摩擦接触し、その摩擦力によって動力伝達される。なお、上記接触部へのオイルの供給は、掻上げ式に限らず、オイルポンプにより供給する強制式でもよい。
【００２２】
上記円錐摩擦リング式無段変速装置５（以下、単に「無段変速装置５」という）は、入力側摩擦車であるプライマリコーン２と、出力側摩擦車であるセカンダリコーン１０と、プライマリコーン２及びセカンダリコーン１０との間に介在してトラクションオイルを介して挟持されつつ摩擦接触する摩擦部材であるリング３と、上記プライマリコーン２及びセカンダリコーン１０とリング３との間に挟圧力（挟持圧）を付与するための軸力（押圧力）を発生する押付装置１２と、によって構成されている。
【００２３】
プライマリコーン２は、前後進切換え装置３２と連結しているプライマリシャフト（入力軸）４に一体に連結されていると共にケース６に回転自在に支持されており、一定の傾斜角を有した円錐形状をしている。また、該プライマリコーン２には、鋼製のリング３がその外周を取り囲むようにしてセカンダリコーン１０との間に配置されている。
【００２４】
なお、上記リング３は、例えば不図示の電動アクチュエータ等によって軸方向に移動駆動されると共に該リング３を回転自在に支持する移動部材を備えた変速操作機構によって、両コーン２，１０に対する軸方向位置が位置制御され、それによって、両コーン２，１０に対する接触半径を変更することで、両コーン２，１０の間で変速比を変更する。
【００２５】
セカンダリコーン１０は、プライマリコーン２と同じ傾斜角を有した円錐中空形状をしており、プライマリシャフト４と平行に設けられたセカンダリシャフト１１（出力軸）に、プライマリコーン２とは軸方向反対向きに嵌挿されて、ケース６にベアリング３７，３８により回転自在に支持されている。そして、上記セカンダリコーン１０とセカンダリシャフト１１との間に押付装置（トルクカム機構）１２が介在されている。
【００２６】
上記押付装置１２は、図１及び図２に示すように、セカンダリコーン１０の中空部内に配置されており、セカンダリシャフト１１に対して固定されるフランジ部１９と、受圧部材１４と、予圧スプリング１３と、受圧部材１４及びフランジ部１９の間に配置された第１トルクカム１５と、セカンダリコーン１０及びフランジ部１９の間に配置された第２トルクカム２０とによって構成されている。
【００２７】
上記フランジ部１９は、段付きのフランジ状に形成された部材で、セカンダリシャフト１１と駆動連結される。即ち、詳しくは後述する第１及び第２トルクカム１５，２０によってセカンダリコーン１０から離れる方向に力を受けるフランジ部１９は、セカンダリシャフト１１に対して軸方向に固定されており、セカンダリシャフト１１は、ケース６に対して円錐コロ軸受け３９により回転自在、かつ軸方向、特にセカンダリコーン１０から離れる方向のスラスト力を担持して一体に支持されている。
【００２８】
上記受圧部材１４は、セカンダリコーン１０の小径側の内周面において、該セカンダリコーン１０に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に配置されている。また、上記予圧スプリング１３は、上記受圧部材１４と上記セカンダリコーン１０との間に縮設されている。即ち、セカンダリシャフト１１に対して軸方向移動が規制されているフランジ部１９とセカンダリコーン１０との間に、第１トルクカム１５、受圧部材１４、予圧スプリング１３が軸方向に直列状に配置されている。なお、予圧スプリング１３は、皿ばねが望ましいが、例えばコイルスプリングであってもよく、つまりセカンダリコーン１０に予圧を付与し得るスプリングであればどのようなスプリングであってもよい。
【００２９】
上記第１トルクカム１５は、上記受圧部材１４とフランジ部１９とが対向した第１対向部にそれぞれ配置された複数の第１ボール１８が配置されて構成されており、受圧部材１４とフランジ部１９との相対回転により一方の部材に対して他方の部材が軸方向に沿って互いが離反する方向に移動するように構成されている。即ち、上述のようにフランジ部１９の軸方向への移動は規制されており、受圧部材１４が軸方向に移動し、予圧スプリング１３を圧縮するように構成されている。
【００３０】
上記第２トルクカム２０は、上記セカンダリコーン１０とフランジ部１９とが対向した第２対向部にそれぞれ配置された複数の第２ボール２３が配置されて構成されており、つまり、第２トルクカム２０は、上記第１トルクカム１５よりも外周側に配置されている。上記第２対向部は周方向に延びる長溝形状からなり、所定回転量では第２ボール２３がその底面を遊転する所定遊びｌを形成している（図２（ｂ）参照）。そして、第２トルクカム２０は、セカンダリコーン１０とフランジ部１９との上記所定遊びを越えた相対回転により一方の部材に対して他方の部材が軸方向に沿って互いが離反する方向に移動するように構成されている。即ち、上述のようにフランジ部１９の軸方向への移動は規制されており、上記所定遊びを越えた相対回転によって、セカンダリコーン１０が軸方向に押圧されるように構成されている。
【００３１】
即ち、図２に示すように、第１トルクカム１５は、セカンダリコーン１０からセカンダリシャフト１１（と一体のフランジ部１９）に作用する出力トルクに応じて直ちに軸力を発生するが、第２トルクカム２０は、セカンダリコーン１０とセカンダリシャフト１１との間に所定相対回転（遊び）をした後、出力トルクに応じた軸力を発生する。また、第２トルクカム２０のカム角度が第１トルクカム１５のカム角度より大きく設定されている。
【００３２】
以上のように構成された押付装置１２は、まず、予圧スプリング１３が軸方向に固定されているセカンダリシャフト１１に対してセカンダリコーン１０を軸方向に常時（つまり、円錐摩擦リング式無段変速装置５による動力伝達が行われない非作動時でも）付勢することで、リング３をプライマリコーン２及びセカンダリコーン１０に押付ける（圧接させる）軸力の予圧Ｆ１として作用する（第１段階：図２（ａ）及び図２（ｄ）参照）。
【００３３】
次に、押付装置１２は、セカンダリコーン１０からセカンダリシャフト１１にトルクが伝達される作動時となる際に、セカンダリシャフト１１に作用する負荷トルク（出力トルク）に対応して（順じて）第１トルクカム１５が相対回転する。該第１トルクカム１５の相対回転に基づき、軸方向に固定されているセカンダリシャフト１１（フランジ部１９）に対してセカンダリコーン１０（受圧部材１４）は、該負荷トルクに対して角度γに応じて軸力の増加率の大きい勾配αの軸方向の軸力が付与される（第２段階：図２（ｂ）及び図２（ｄ）参照）。
【００３４】
ついで、押付装置１２は、上記第２段階の場合よりも強い負荷トルク（出力トルク）が伝達されて、第２トルクカム２０の遊びを越えてセカンダリコーン１０とセカンダリシャフト１１（フランジ部１９）とが相対回転すると、セカンダリシャフト１１に作用する負荷トルクに対応して第２トルクカム２０のカム部分が作動する。該第２トルクカム２０の相対回転に基づき、軸方向に固定されているセカンダリシャフト１１（フランジ部１９）に対してセカンダリコーン１０は、角度δに応じて第２段階の軸力よりも増加率の小さい勾配βの軸方向の軸力が付与される（第３段階：図２（ｃ）及び図２（ｄ）参照）。
【００３５】
このように、予圧スプリング１３、第１トルクカム１５、及び第２トルクカム２０によりセカンダリコーン１０に作用する軸方向の軸力は、軸方向へ移動が規制されているプライマリコーン２に対して、リング３を両コーン２，１０に押付ける狭圧力として作用し、トラクションオイルの中でリング３と両コーン２，１０との間でトルク伝達に必要とするトラクションを付与し、両コーン２，１０の間で動力伝達がなされる。また、押付装置１２によって付与される軸力は、図２（ｄ）に示すように、第１段階、第２段階、及び第３段階の３段階となっており、伝動効率の向上を図ることができる。
【００３６】
なお、上記説明は、セカンダリコーン１０からセカンダリシャフト１１へトルク伝達する正トルクについて述べたが、エンジンブレーキ等で、セカンダリシャフト１１からセカンダリコーン１０へトルク伝達する逆トルク（逆駆動）にあっても、トルクカムの形状が波状からなるため、同様に軸方向の軸力が発生する。
【００３７】
ついで、本発明に係る摩擦車式無段変速機１の制御部５０について図３に沿って説明する。図３に示すように、本摩擦車式無段変速機１の制御装部（ＥＣＵ）５０は、変速マップｍａｐを有する変速比制御手段５１、低油温時変速比制限手段５２、油温判定手段５３、駆動力制御手段５４、要求トルク検出手段５５、駆動力制限手段５６、挟持力不足判定手段５７などを備えている。
【００３８】
また、制御部５０には、不図示のアクセルペダルの踏込量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ６１、プライマリシャフト（入力軸）４の回転数を検出する入力軸回転速度センサ６２、セカンダリシャフト（出力軸）１１の回転数を検出する出力軸回転数（即ち車速）センサ６３、トラクションオイルの油温を検出する油温センサ６５、などが接続されている。
【００３９】
なお、上記油温センサ６５は、図４に示すように、プライマリコーン２及びセカンダリコーン１０の斜面に挟持されたリング３がそれら両コーン２，１０に接触しつつ移動する部分の下方側にあって、トラクションオイルの油溜り８の内部に浸かるように配置されている。
【００４０】
なお、本実施の形態では、便宜的に、各手段５１〜５７などを同じ制御部（ＥＣＵ）５０内に備えたものとして説明しているが、各手段を２個以上の制御部（ＥＣＵ）で相互に通信可能に構成してもよく、それぞれ個別の制御部（ＥＣＵ）を備えているような形態であってもよい。
【００４１】
上記要求トルク検出手段５５は、アクセル開度センサ６１により検出されるアクセル開度θに基づき、運転者が車両の出力として要求する要求トルクＴｒを検出する。
【００４２】
上記変速比制御手段５１は、例えば通常（常温）の走行中にあって、入力軸回転速度センサ６２により検出されるプライマリシャフト４の入力軸回転数Ｎｉｎと、出力軸回転速度センサ６３により検出される車速Ｖ（セカンダリシャフト１１の回転数Ｎｏｕｔ）と、上記要求トルク検出手段５５により検出される運転者の要求トルクＴｒとに基づき、詳しくは後述する図８に示す変速マップｍａｐを参照することで、エンジン３０における燃料消費が最適となるように変速比Ｇｒを設定し、図示を省略した電気モータ等を駆動制御して上記リング３を移動制御し（リング３の接触位置を変更し）、無段変速装置５の変速比Ｇｒを変速制御する。
【００４３】
上記駆動力制御手段５４は、車輪４０に出力される出力トルクＴｏｕｔが上記要求トルクＴｒとなるように、該要求トルクＴｒと上記設定された変速比Ｇｒとに応じてプライマリシャフト４に入力させる入力トルクＴｉｎ、つまりエンジン３０に出力させるエンジントルクを設定し、設定したエンジントルクとなるようにエンジン３０の燃料噴射量やスロットル開度を制御する。
【００４４】
ついで、本発明に係る油温判定手段５３、低油温時変速比制限手段５２、挟持力不足判定手段５７、駆動力制限手段５６の作用について、図５のフローチャートに沿って図６乃至図８を参照しつつ説明する。
【００４５】
例えばイグニッションスイッチがＯＮされてエンジン３０が始動され、車両の走行が開始されると、本制御部５０によって図５に示す制御が開始される（Ｓ１）。すると、まず制御部５０は、各種データの取得、即ち、アクセル開度センサ６１により検出されたアクセル開度θ、出力軸回転速度センサにより検出された車速Ｖ、入力軸回転速度センサ６２により検出された入力軸回転数Ｎｉｎ、変速比制御手段５１により設定された変速比Ｇｒ（Ｇｅａｒ−ｒａｔｉｏ）、油温センサ６５により検出された油温Ｔｅｍｐ、をそれぞれ取得する（Ｓ２）。
【００４６】
ステップＳ３においては、詳しくは後述するリング表面温度の前回算出値の取得を行うが、制御開始時の初回においては油温センサ６５により検出された油温Ｔｅｍｐを初期値として用いる。つづいて、ステップＳ４において、上記油温判定手段５３は、油温センサ６５により検出された油温Ｔｅｍｐ或いはリング表面温度の前回算出値に対し、リング３に作用した伝達トルク（本実施の形態では入力トルクＴｉｎ）とその入力トルクＴｉｎが作用した時間を加味してトラクションオイルのリング表面における油温Ｔｅｍｐ（以下、この値を「リング表面温度」とする）を判定（算出）し、ステップＳ５において、算出したリング表面温度Ｔｅｍｐを記録する。
【００４７】
ここで、トラクションオイルのトラクション係数（摩擦係数）μと油温Ｔｅｍｐとの関係、並びに、リング表面温度の上昇について図６及び図７を用いて説明する。
【００４８】
トラクションオイルは、図６に示すように、油温Ｔｅｍｐによって、そのトラクション係数μが変化する性質を有しており、油温Ｔｅｍｐ１〜油温Ｔｅｍｐ２（例えば−２０度〜１２０度）の間における「常温」の範囲内であれば、比較的トラクション係数μが高く、この常温状態では、無段変速装置５における両コーン２，１０とリング３とが押付装置１２の押付力（挟持力）に基づきスリップしない摩擦力を発生するように構成されている。
【００４９】
言い換えると、押付装置１２における第１及び第２トルクカムにより発生する押付力の第２段階や第３段階の勾配（図２（ｄ）参照）は、この常温状態でスリップが発生せず、かつリング３や両コーン２，１０の表面が傷付くことが無いように押付力が強過ぎないように設定されている。要するに、押付装置１２に設定される押付力の勾配は、常温状態にあって、出力トルクが０における軸力０の点と、プライマリコーン２からセカンダリコーン１０に伝達する回転速度を最高速側に設定した状態（最もアップシフト（オーバードライブＯ／Ｄ）側の変速比）で両コーン２，１０との間でのリング３を介してエンジン３０の最大トルクを伝達し得る軸力の点と、を結んだ勾配に基づき設定されていることになり、つまり過剰な押付力が発生しないように構成されている。
【００５０】
従って、油温Ｔｅｍｐ１よりも低い「低温」の状態や油温Ｔｅｍｐ２よりも高い「高温」の状態では、トラクション係数μが低くなると共に、押付装置１２により発生する押付力が常温状態と同様に付与されるため、リング３の両コーン２，１０の挟持力が不足して、通常の車両走行をそのまま行うと、リング３がスリップしてしまう虞がある。なお、油温Ｔｅｍｐ２よりも高い「高温」の状態は、一般的にはトラクションオイルの冷却構造等で対応することが望ましい状態であるため、本実施の形態では何ら制御を行わないが、後述する「低温」の状態と同様な制御を行って対応することも可能である。
【００５１】
ところで、トラクションオイルの油温は、リング３の表面において、摩擦接触における負荷量（即ち発熱量）に応じて比較的短時間で上昇するが、上述したように、油温センサ６５はトラクションオイルの油溜り８内に浸かるように配置されているため（図４参照）、リング表面温度Ｔｅｍｐを直接的に検出することができず、また、リング表面温度Ｔｅｍｐを直接的に検出するような温度センサの配置も難しい。
【００５２】
そこで、油温判定手段５３は、図７に示すように、プライマリコーン２に入力された入力トルクＴｉｎの大きさと、その入力トルクＴｉｎが作用した時間との関係によって、リング表面温度Ｔｅｍｐを判定（算出）する。即ち、図７に示す相関関係のデータには、所定入力軸回転数Ｎｉｎにあって、トルクＴａ＜Ｔｃ＜Ｔｅ（例えばＴａがトルク０で、Ｔｅがエンジン３０の性能に基づく最大トルク）の大小関係とすると、入力トルクＴｉｎが「Ｔａ」の場合、入力トルクＴｉｎが「Ｔｃ」の場合、入力トルクＴｉｎが「Ｔｅ」の場合が記録されており、入力トルクＴｉｎとその作用時間とから線形補完することでリング表面温度Ｔｅｍｐを算出することができる。なお、図７に示す相関関係のデータは、ある入力回転数（例えば２０００ｒｐｍ）の場合の負荷量を記録したものの一例であり、油温判定手段５３は、このようなデータを異なる入力回転数ごとに複数有していて、入力軸回転数Ｎｉｎに応じて別途準備されたデータを参照することになる。
【００５３】
以上のように、図５のステップＳ４において油温判定手段５３がリング表面温度Ｔｅｍｐを算出し、ステップＳ５において算出したリング表面温度Ｔｅｍｐを記録すると、ステップＳ６に進み、低油温時変速比制限手段５２は、リング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１以下（図６参照）であるか否かを判定し、つまり低温時であるか否かを判定する。
【００５４】
リング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１よりも大きい場合は（Ｓ６のＮｏ）、上述したようにトラクション係数μが高く（図６参照）、リング３がスリップする虞が無いので、変速比制御手段５１は、図８（ａ）に示す常温時の変速マップｍａｐを選択し（Ｓ７）、つまり入力軸回転数Ｎｉｎ、車速Ｖ、及び要求トルクＴｒに基づき通常の変速比Ｇｒを設定してリング３の位置を移動制御し（Ｓ８）、そして、駆動力制御手段５４は、該設定した変速比Ｇｒで要求トルクＴｒが出力されるように入力トルクＴｉｎ、つまりエンジン３０のエンジントルク（エンジン出力）を設定して、該エンジントルクとなるようにエンジン３０の燃料噴射量やスロットル開度等を制御し（Ｓ９）、リターンする（Ｓ１６）。
【００５５】
一方、リング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１以下の場合は（Ｓ６のＹｅｓ）、上述したようにトラクション係数μが低く（図６参照）、このままではリング３がスリップする虞があるので、低油温時変速比制限手段５２は、変速比制御手段５１により変更される変速比Ｇｒが所定変速比ＧｒＡよりもダウンシフト（アンダードライブＵ／Ｄ）側の範囲に制限されるように、図８（ｂ）に示す低温時の変速マップｍａｐを選択し（Ｓ１０）、つまり入力軸回転数Ｎｉｎ、車速Ｖ、及び要求トルクＴｒに基づき設定する変速比Ｇｒを所定変速比ＧｒＡよりもダウンシフト側に設定し、リング３の位置を移動制御する（Ｓ１１）。
【００５６】
すると、変速比Ｇｒが通常の変速比よりもダウンシフト側に設定されるので、つまり無段変速装置５によりエンジン３０の回転が減速されてトルクが増大される形となる。そこで、駆動力制御手段５４は、該制限された変速比Ｇｒで要求トルクＴｒが出力されるように入力トルクＴｉｎ、つまりエンジン３０のエンジントルク（エンジン出力）を設定し（Ｓ１２）、つまりエンジン３０は低トルク・高回転に制御されると共に、出力トルクＴｏｕｔは要求トルクＴｒに維持されるように設定される。
【００５７】
この際、リング表面温度Ｔｅｍｐが低すぎたり、或いは要求トルクＴｒが大きくてエンジントルク（入力トルクＴｉｎ）が大きすぎたりすると、変速比Ｇｒをダウンシフト側に制限しただけでは、リング３の挟持力（摩擦力）が不足する虞がある。
【００５８】
そこで、挟持力不足判定手段５７は、リング表面温度Ｔｅｍｐに基づき上記図６に示したトラクション係数μと油温との関係から、リング３の摩擦力を算出し（Ｓ１３）、上述のように設定したエンジントルク（エンジン出力）（低下させた入力トルクＴｉｎ）がリング３の挟持力に基づく摩擦接触の摩擦力よりも大きいか否かを判定し、つまりリング３の摩擦力が入力トルクＴｉｎに対して不足しているか否かを判定する（Ｓ１４）。
【００５９】
リング３の摩擦力が入力トルクＴｉｎよりも大きく、リング３の摩擦力が入力トルクＴｉｎに対して不足していないと判定された場合は（Ｓ１４のＮｏ）、つまりリング３はこのままでスリップしないので、上記のように設定したエンジン出力で該エンジン３０を制御したまま、リターンする（Ｓ１６）。
【００６０】
以上のような場合は、制限された変速比Ｇｒに基づきエンジン３０が制御され、出力トルクＴｏｕｔが要求トルクＴｒに維持されるように設定されるので、出力トルクＴｏｕｔに応じて押付力を付与する上記押付装置１２によるリング３の挟持力は維持されるように設定され、リング３の伝達するトルクだけが低下されるので、該リング３のスリップの防止が図られる。
【００６１】
なお、仮に押付装置がプライマリシャフト４とプライマリコーン２との間に配置されていたとすると、エンジン出力（入力トルクＴｉｎ）の低下に伴って押付力が低下し、挟持力の低下に伴ってリング３の摩擦力が低下してしまうことになるので、押付装置１２は、出力トルクＴｏｕｔに応じて押付力を発生させるように構成されている必要がある。
【００６２】
一方、上記ステップＳ１３において挟持力不足判定手段５７がリング３の摩擦力を算出した結果、上述のように低下させたエンジン出力（入力トルクＴｉｎ）が該リング３の摩擦力よりも大きく、つまりリング３の摩擦力が入力トルクＴｉｎに対して不足していることを判定した場合は（Ｓ１４のＹｅｓ）、このままではリング３がスリップしてしまうことになる。
【００６３】
そこで、駆動力制限手段５６は、リング３の摩擦力により伝達し得る駆動力以下にエンジン出力（入力トルクＴｉｎ）を制限する指令を駆動力制御手段５４に出力し、つまりエンジン出力をリング３の摩擦力に制限するように設定してエンジン３０を制御し（Ｓ１５）、リターンする（Ｓ１６）。
【００６４】
以上のような場合は、制限された変速比Ｇｒに基づきエンジン出力が低下され、更に、算出されたリング３の摩擦力に基づきエンジン出力が制限される形でエンジン出力が低下されるようにエンジン３０が制御されるので、出力トルクＴｏｕｔが要求トルクＴｒに対して僅かに小さくなってしまうが、リング３の摩擦力以下に制限された入力トルクＴｉｎが入力されるので、該リング３のスリップが確実に防止される。
【００６５】
また、変速比Ｇｒをダウンシフト側に制限した分、エンジン３０を高回転・低トルクの状態に移行することができ、その分、出力トルクＴｏｕｔを低下させる量が減るので、例えば特開２００１−９８９６５号公報のようにエンジン出力の低下だけでスリップを予防するものに比して、出力トルクの大幅な低下が避けられ、運転者に与える違和感を充分に減らす効果がある。
【００６６】
なお、駆動力制限手段５６によってエンジン出力をリング３の摩擦力以下になるように制限する場合は、エンジン出力を制限することによって出力トルクも低下して、その分、押付装置１２による押付力も低下するので、その押付力の低下分も加味してエンジン出力を制限する値を設定すべきである。
【００６７】
また、本実施の形態では、挟持力不足判定手段５７がリング３の摩擦力を算出し、それをエンジン出力（入力トルクＴｉｎ）と対比することで、挟持力が不足しているか否か（スリップするか否か）を判定しているが、随時算出する手法に限らず、例えばリング表面温度とリング３の摩擦力との相関関係を記録したマップをあらかじめ準備し、そのマップに基づき判断するように構成してもよい。
【００６８】
以上説明したように、リング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１以下である場合には、変速比Ｇｒを所定変速比ＧｒＡよりもダウンシフト側に制限した状態でエンジン出力を低下させて、かつなるべく出力トルクＴｏｕｔが要求トルクＴｒとなるように制御することになる。そして、この制御（Ｓ６〜Ｓ１５）を繰り返している間に、リング３の摩擦接触部分におけるトルク伝達によって、図７に示すようにリング表面温度Ｔｅｍｐが時間経過と共に上昇していき、その後、リング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１よりも高くなると（Ｓ６のＮｏ）、常温の状態、つまり変速比を制限しない通常の走行状態に移行し（Ｓ７〜Ｓ９）、以降は通常走行を行うことになる。
【００６９】
ついで、上述した本制御によって変化する、軸力（リング３の摩擦力）及び入力トルクと出力トルクとの関係を図９に沿って説明する。
【００７０】
例えばエンジン出力が最大であって入力トルクＴｉｎが「Ｔｅ」であり、かつ変速比Ｇｒがオーバードライブ（Ｏ／Ｄ）側にあるような、図中「点ＴＡ」で示す走行を行おうとした際に、リング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１以下であった場合は、図中太線で示す低油温時の軸力Ｘ（リング３の摩擦力）を上回ってしまい、リング３がスリップする虞がある。
【００７１】
そこで、低油温時変速比制限手段５２が変速マップｍａｐを変更して変速比Ｇｒをダウンシフト側（変速比として中間のＭＩＤ付近）に制限すると（Ｓ１０，Ｓ１１）、駆動力制御手段５４が制限した変速比Ｇｒで要求トルクＴｒとなるように入力トルクＴｉｎを「Ｔｂ」に設定し（Ｓ１２）、つまり「点ＴＢ」の状態に移行する。この際は、入力トルクＴｉｎが軸力Ｘ以下となり、スリップが生じないので（Ｓ１４のＮｏ）、入力トルクＴｉｎを「Ｔｂ」をそのまま出力する。これにより、図９から明らかのように、「点ＴＡ」から「点ＴＢ」に移行しても、出力トルクＴｏｕｔが低下することなく、リング３のスリップが防止されると共に、運転者に違和感を与えることの防止が図られる。
【００７２】
一方、例えばエンジン出力が最大であって入力トルクＴｉｎが「Ｔｅ」であり、かつ変速比Ｇｒが中間ＭＩＤよりもアンダードライブ（Ｕ／Ｄ）側にあるような、図中「点ＴＣ」で示す走行を行おうとした際に、リング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１以下であった場合は、図中太線で示す低油温時の軸力Ｘ（リング３の摩擦力）を上回ってしまい、リング３がスリップする虞がある。
【００７３】
そこで、低油温時変速比制限手段５２が変速マップｍａｐを変更して変速比Ｇｒを最もダウンシフト側（Ｕ／Ｄ付近）に制限すると（Ｓ１０，Ｓ１１）、駆動力制御手段５４が制限した変速比Ｇｒで要求トルクＴｒとなるように入力トルクＴｉｎを「Ｔｃ」に設定し（Ｓ１２）、つまり「点ＴＤ」の状態に移行する。このままでは、入力トルクＴｉｎが軸力Ｘ以下となっていないので、リング３の摩擦力が不足してスリップが生じる虞があるので、挟持力不足判定手段５７がリング３の摩擦力が不足していることを判定し（Ｓ１４のＹｅｓ）、駆動力制限手段５６により更に入力トルクＴｉｎの制限を行う（Ｓ１５）。これにより、入力トルクＴｉｎが、図９に示す「点ＴＥ」まで低下され、出力トルクＴｏｕｔは「点ＴＤ」から「点ＴＥ」に制限されることで低下されるが、入力トルクＴｉｎが軸力Ｘ以下に制限されてリング３のスリップの防止が図られる。
【００７４】
以上説明したように、本無段変速機１によると、判定されたトラクションオイルのリング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１以下の場合に、変速比Ｇｒを所定変速比ＧｒＡよりもダウンシフト側の範囲に制限し、該変速比Ｇｒが制限されたことに基づき、エンジン３０のエンジン出力（入力トルクＴｉｎ）が低下するので、つまりエンジン３０が高回転・低トルクに制御されて、プライマリコーン２からリング３に入力される入力トルクＴｉｎが低下されるが、ダウンシフト側に変速比が設定されることで低下されたエンジン３０のエンジン出力がその変速比により増大され、出力トルクの低下を抑えることができ、セカンダリシャフト１１に作用する出力トルクに応じて発生する押付装置１２の押付力は維持されるので、トラクションオイルの油温低下に伴うスリップの発生を防止できる。その上、出力トルクの低下は押さえられているので、ドライバに違和感を与えることの防止を図ることができる。
【００７５】
また、変速比Ｇｒをダウンシフト側に制限し、かつ入力トルクＴｉｎを低下しても、リング３における摩擦力が不足する場合に、該摩擦力で伝達し得る入力トルクＴｉｎとなるようにエンジン３０を制限するので、出力トルクＴｏｕｔが要求トルクＴｒに対して僅かに少なくなったとしても、確実にリング３のスリップの発生を防止することができる。
【００７６】
更に、リング３に作用した伝達トルク（入力トルクＴｉｎ）とその作用した時間を加味してトラクションオイルのリング表面温度Ｔｅｍｐを判定するので、無段変速機１の運転状態によって上昇していくトラクションオイルの温度状態を素早く反映することができ、変速比Ｇｒの制限やエンジン３０のエンジン出力の制限をレスポンス良く解除していくことができる。
【００７７】
そして、押付装置１２が出力トルクＴｏｕｔに応じて押付力を発生させるトルクカム機構であるので、トラクションオイルの油温の低下に応じて押付力を上昇させることができないが、変速比Ｇｒをダウンシフト側に制限しかつエンジン３０に出力させるエンジン出力を低下するので、トラクションオイルの油温低下に伴うスリップの発生を防止するものでありながら、出力トルクＴｏｕｔの低下を抑えることができてドライバに違和感を与えることの防止を図ることができる。
【００７８】
なお、以上説明した本実施の形態においては、無段変速機構５が円錐摩擦リング式無段変速機構であるものを説明したが、これに限らず、トロイダル式無段変速機構であってもよく、つまりトラクションオイルを介してトルク伝達を行う無段変速機構であれば、どのような変速機構であってもよい。
【００７９】
また、本実施の形態においては、駆動源としてエンジン３０だけを備えたものを一例として説明したが、駆動源としてモータ・ジェネレータだけを備えたＥＶ車両や、内燃エンジン及びモータ・ジェネレータを兼ね備えたハイブリッド車両であっても、本発明を適用することができる。この場合は、駆動力制御手段５４は、エンジン３０の代わりにモータ・ジェネレータの出力トルク、或いはエンジン及びモータの総合出力トルクを制御することになる。
【００８０】
また、本実施の形態では、便宜上、エンジン出力が入力トルクＴｉｎと同等であることを前提として説明したが、例えば発進装置３１がトルクコンバータ等であってトルク増大効果を発生させるものであれば、その点を加味して、エンジン３０の駆動力を制御すべきであることは、勿論のことである。
【００８１】
また、本実施の形態では、トラクションオイルの油温を判定する際に、油溜り８に浸かった油温センサ６５の検出によって得た油温を元にリング表面温度を判定するものについて説明したが、リング表面温度が判定できる手法であれば、どのような手法でも良く、例えば無段変速機１の環境温度を元にしたり、車両に付属した外気温センサの検出温度を元にしてリングに発生した発熱量を加味してもよく、また反対、リング３の温度を直接的に検出することも考えられる。
【符号の説明】
【００８２】
１ 摩擦車式無段変速機
２ 入力側摩擦車（プライマリコーン）
３ 摩擦部材（リング）
４ 入力軸（プライマリシャフト）
５ 無段変速機構（円錐摩擦リング式無段変速装置）
１０ 出力側摩擦車（セカンダリコーン）
１１ 出力軸（セカンダリシャフト）
１２ 押付装置
１５ トルクカム（第１トルクカム）
２０ トルクカム（第２トルクカム）
３０ 駆動源（エンジン）
４０ 車輪
５１ 変速比制御手段
５３ 油温判定手段
５４ 駆動力制御手段
５５ 要求トルク検出手段
５６ 駆動力制限手段
Ｇｒ 変速比
ＧｒＡ 所定変速比
Ｔｅｍｐ 油温
Ｔｅｍｐ１ 所定温度
Ｔｉｎ 駆動力（入力トルク）
Ｔｏｕｔ 出力トルク
Ｔｒ 要求トルク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力側摩擦車及び出力側摩擦車にトラクションオイルを介して挟持される摩擦部材の接触位置を変更して変速を行うと共に、押付機構によって該摩擦部材の挟持圧となる押付力を出力トルクに応じて発生させる無段変速機構を備えた摩擦車式無段変速機に係り、特にトラクションオイルの所定温度以下の場合にスリップを防止する制御を行う摩擦車式無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、入力側摩擦車（入力ディスクやインプットコーン）及び出力側摩擦車（出力ディスクやアウトプットコーン）に対してトラクションオイルを介して摩擦接触しつつ動力伝達（いわゆるトラクションドライブ）を行う摩擦部材（パワーローラやリング）の接触位置（接触半径）を変更することで無段変速を行うトロイダル式無段変速機（特許文献１参照）や円錐摩擦リング式無段変速機（特許文献２参照）が提案されている。
【０００３】
ところで、上記トラクションオイルを介したトルク伝達力（トラクション力）は、その油温に依存して変化することが知られており、特に極低温の環境下では、トルク伝達力の低下によってエンジン等の駆動力が伝達しきれず、スリップを招く虞がある。そのため、特許文献１のものは、油温が低いときにエンジン出力を制限することで、スリップの防止を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９８９６５号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１０／０７３５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のものは、エンジン出力を低下させることで、トラクションオイルの油温低下に伴うスリップの発生を防止しているが、エンジン出力を低下させるため、出力トルクも低下してしまい、運転者が要求する要求駆動力（即ちアクセル開度）に応じることができず、運転者に違和感を与えてしまう虞がある。
【０００６】
一方、トラクションオイルの油温低下に伴うスリップの発生を防止するためには、摩擦部材の挟持圧を上昇することで、摩擦係数の低下に対応することも考えられ、例えば油圧等によって上記挟持圧を発生させる構造であれば、油圧を一時的に上昇する等の対応手法も考えられる。
【０００７】
しかしながら、例えば特許文献２のように出力トルクに応じて機械的なトルクカムによって軸力を発生させるような構造においては、トラクションオイルの低油温時だけ挟持圧（軸力）を上昇させることは難しいという問題がある。
【０００８】
そこで本発明は、トラクションオイルの油温低下に伴うスリップの発生を防止するものでありながら、出力トルクの低下を抑えてドライバに違和感を与えることの防止を図ることが可能な摩擦車式無段変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は（例えば図１乃至図９参照）、駆動源（３０）からの駆動力（Ｔｉｎ）が入力される入力軸（４）に駆動連結された入力側摩擦車（２）と、車輪（４０）に出力トルク（Ｔｏｕｔ）を出力する出力軸（１１）に駆動連結された出力側摩擦車（１０）と、これら入力側摩擦車（２）及び出力側摩擦車（１０）にトラクションオイルを介して挟持されつつ摩擦接触して動力伝達すると共に、それら入力側摩擦車（２）及び出力側摩擦車（１０）に対する接触位置が変更されることで変速比（Ｇｒ）を変更する摩擦部材（３）と、前記入力側摩擦車（２）及び前記出力側摩擦車（１０）に対する前記摩擦部材（３）の挟持圧となる押付力を、前記出力軸（１１）に作用する前記出力トルク（Ｔｏｕｔ）に応じて発生させる押付装置（１２）と、を有する無段変速機構（５）と、
運転者の要求トルク（Ｔｒ）を検出する要求トルク検出手段（５５）と、
前記要求トルク（Ｔｒ）に基づき、前記摩擦部材（３）を移動制御して前記無段変速機構（５）の変速比（Ｇｒ）を設定する変速比制御手段（５１）と、
前記出力トルク（Ｔｏｕｔ）が前記要求トルク（Ｔｒ）となるように、前記要求トルク（Ｔｒ）と前記変速比（Ｇｒ）とに応じて前記駆動源（３０）に出力させる駆動力（Ｔｉｎ）を設定する駆動力制御手段（５４）と、
前記トラクションオイルの油温（Ｔｅｍｐ）を判定する油温判定手段（５３）と、を備え、
前記変速比制御手段（５１）は、前記判定された油温が所定温度（Ｔｅｍｐ１）以下の場合に、変速比を所定変速比（ＧｒＡ）よりもダウンシフト側の範囲に制限する、
ことを特徴とする摩擦車式無段変速機（１）にある。
【００１０】
また本発明は（例えば図３、図５、図９参照）、前記制限された変速比で前記出力トルク（Ｔｏｕｔ）が前記要求トルク（Ｔｒ）となるように前記駆動源（３０）の駆動力（Ｔｉｎ）を設定した場合に、前記判定された油温（Ｔｅｍｐ）における前記摩擦部材（３）の挟持圧に基づく摩擦接触の摩擦力が前記設定した駆動源（３０）の駆動力（Ｔｉｎ）に対して不足することが判定された際に、前記摩擦力により伝達し得る駆動力以下に前記駆動源（３０）の駆動力（Ｔｉｎ）を制限する駆動力制限手段（５６）と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
さらに本発明は（例えば図５、図７参照）、前記油温判定手段（５３）は、前記摩擦部材（３）に作用した伝達トルク（例えばＴｉｎ）とその作用した時間を加味して前記トラクションオイルの油温（Ｔｅｍｐ）を判定することを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明は（例えば図１、図２参照）、前記押付装置（１２）は、前記出力軸（１１）と前記出力側摩擦車（１０）との間に配置され、前記出力トルク（Ｔｏｕｔ）に応じて前記押付力を発生させるトルクカム（１５、２０）を有するトルクカム機構からなることを特徴とする。
【００１３】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る本発明によると、判定されたトラクションオイルの油温が所定温度以下の場合に、変速比を所定変速比よりもダウンシフト側の範囲に制限し、該変速比が制限されたことに基づき、駆動源の駆動力が低下するので、つまり駆動源が高回転・低トルクに制御されて、入力側摩擦車から摩擦部材に入力される駆動源の駆動力が低下されるが、ダウンシフト側に変速比が設定されることで低下された駆動源の駆動力がその変速比により増大され、出力トルクの低下を抑えることができ、出力軸に作用する出力トルクに応じて発生する押付装置の押付力は維持されるので、トラクションオイルの油温低下に伴うスリップの発生を防止できる。その上、出力トルクの低下は押さえられているので、ドライバに違和感を与えることの防止を図ることができる。
【００１５】
請求項２に係る本発明によると、変速比をダウンシフト側に制限し、かつ駆動源の駆動力を低下しても、摩擦部材における摩擦力が不足する場合に、該摩擦力で伝達し得る駆動力に駆動源の駆動力を制限するので、出力トルクが要求トルクに対して僅かに少なくなったとしても、確実に摩擦部材のスリップの発生を防止することができる。
【００１６】
請求項３に係る本発明によると、摩擦部材に作用した伝達トルクとその作用した時間を加味してトラクションオイルの油温を判定するので、無段変速機の運転状態によって上昇していくトラクションオイルの温度状態を素早く反映することができ、変速比の制限や駆動源の駆動力の制限をレスポンス良く解除していくことができる。
【００１７】
請求項４に係る本発明によると、押付装置が出力トルクに応じて押付力を発生させるトルクカム機構であるので、トラクションオイルの油温の低下に応じて押付力を上昇させることができないが、変速比をダウンシフト側に制限しかつ駆動源に出力させる駆動力を低下するので、トラクションオイルの油温低下に伴うスリップの発生を防止するものでありながら、出力トルクの低下を抑えることができてドライバに違和感を与えることの防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る車両を示す伝動系統図。
【図２】本発明に係る押付装置の作動を示す模式図で、（ａ）は第１段階の図、（ｂ）は第２段階の図、（ｃ）は第３段階の図、（ｄ）が出力トルクと軸力との関係を示す図。
【図３】本発明に係る無段変速機の制御装置を示すブロック図。
【図４】油温センサの取付位置を示す概略図。
【図５】本発明に係るスリップ防止制御を示すフローチャート。
【図６】トラクション係数と油温との関係を示す図。
【図７】リングに作用したトルク及びその作用した時間と表面温度との関係を示す図。
【図８】変速マップの一例を示す図で、（ａ）は常温時の変速マップの図、（ｂ）は低温時の変速マップの図。
【図９】軸力及び入力トルクと出力トルクと変速比との関係を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施の形態を図に沿って説明する。まず、本発明に係る摩擦車式無段変速機１を備えた車両の動力伝達系について図１に沿って説明する。自動車等の車両に搭載される摩擦車式無段変速機１は、図１に示すように、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータや多板湿式クラッチ等の発進装置３１、前後進切換え装置３２、円錐摩擦リング式無段変速装置５、及びディファレンシャル装置３３からなり、これら各装置がケース６（図４参照）に組み込まれて構成される。円錐摩擦リング式無段変速装置５は、油密状のケース６に収納されており、該ケース６内にはトラクションオイルが封入されて、その下方側にオイル溜り８を形成している。
【００２０】
エンジン（駆動源）３０によって発生した動力は、発進装置３１、該発進装置３１の動力伝達経路下流側に配置される前後進切換え装置３２を介して円錐摩擦リング式無段変速装置５の入力軸４へ動力伝達され、円錐摩擦リング式無段変速装置５によって無段変速され、セカンダリシャフト（出力軸）１１へ出力される。さらに、該セカンダリシャフト１１に設けられたセカンダリギヤ３６及びそれと噛合するマウントギヤ３４によりディファレンシャル装置３３へ動力伝達され、左右の駆動軸３５，３５に出力されて、車輪４０，４０に伝達される。
【００２１】
なお、本摩擦車式無段変速機１は、円錐摩擦リング式無段変速装置５を適用した一例として示すもので、これに限らず、エンジン及びモータを駆動源とするハイブリッド駆動装置等の他の装置に適用してもよい。また、上記円錐摩擦リング式無段変速装置は、摩擦車式無段変速装置の一例として代表して示すものであり、リングを両円錐摩擦車を囲むように配置したリングコーン式無段変速装置、その外、トロイダル式無段変速装置等、入力側摩擦車と出力側摩擦車との間にオイルを介在して摩擦部材を接触し、該接触位置を変更することにより入力軸と出力軸との間の回転を無段に変速する摩擦車式無段変速装置に適用可能である。また、本円錐摩擦リング式無段変速装置５は、トラクションオイルに一部浸されており、接触部分に掻上げ等により上記トラクションオイルが介在しており、該オイルの剪断力を介して摩擦接触し、その摩擦力によって動力伝達される。なお、上記接触部へのオイルの供給は、掻上げ式に限らず、オイルポンプにより供給する強制式でもよい。
【００２２】
上記円錐摩擦リング式無段変速装置５（以下、単に「無段変速装置５」という）は、入力側摩擦車であるプライマリコーン２と、出力側摩擦車であるセカンダリコーン１０と、プライマリコーン２及びセカンダリコーン１０との間に介在してトラクションオイルを介して挟持されつつ摩擦接触する摩擦部材であるリング３と、上記プライマリコーン２及びセカンダリコーン１０とリング３との間に挟圧力（挟持圧）を付与するための軸力（押圧力）を発生する押付装置１２と、によって構成されている。
【００２３】
プライマリコーン２は、前後進切換え装置３２と連結しているプライマリシャフト（入力軸）４に一体に連結されていると共にケース６に回転自在に支持されており、一定の傾斜角を有した円錐形状をしている。また、該プライマリコーン２には、鋼製のリング３がその外周を取り囲むようにしてセカンダリコーン１０との間に配置されている。
【００２４】
なお、上記リング３は、例えば不図示の電動アクチュエータ等によって軸方向に移動駆動されると共に該リング３を回転自在に支持する移動部材を備えた変速操作機構によって、両コーン２，１０に対する軸方向位置が位置制御され、それによって、両コーン２，１０に対する接触半径を変更することで、両コーン２，１０の間で変速比を変更する。
【００２５】
セカンダリコーン１０は、プライマリコーン２と同じ傾斜角を有した円錐中空形状をしており、プライマリシャフト４と平行に設けられたセカンダリシャフト１１（出力軸）に、プライマリコーン２とは軸方向反対向きに嵌挿されて、ケース６にベアリング３７，３８により回転自在に支持されている。そして、上記セカンダリコーン１０とセカンダリシャフト１１との間に押付装置（トルクカム機構）１２が介在されている。
【００２６】
上記押付装置１２は、図１及び図２に示すように、セカンダリコーン１０の中空部内に配置されており、セカンダリシャフト１１に対して固定されるフランジ部１９と、受圧部材１４と、予圧スプリング１３と、受圧部材１４及びフランジ部１９の間に配置された第１トルクカム１５と、セカンダリコーン１０及びフランジ部１９の間に配置された第２トルクカム２０とによって構成されている。
【００２７】
上記フランジ部１９は、段付きのフランジ状に形成された部材で、セカンダリシャフト１１と駆動連結される。即ち、詳しくは後述する第１及び第２トルクカム１５，２０によってセカンダリコーン１０から離れる方向に力を受けるフランジ部１９は、セカンダリシャフト１１に対して軸方向に固定されており、セカンダリシャフト１１は、ケース６に対して円錐コロ軸受け３９により回転自在、かつ軸方向、特にセカンダリコーン１０から離れる方向のスラスト力を担持して一体に支持されている。
【００２８】
上記受圧部材１４は、セカンダリコーン１０の小径側の内周面において、該セカンダリコーン１０に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に配置されている。また、上記予圧スプリング１３は、上記受圧部材１４と上記セカンダリコーン１０との間に縮設されている。即ち、セカンダリシャフト１１に対して軸方向移動が規制されているフランジ部１９とセカンダリコーン１０との間に、第１トルクカム１５、受圧部材１４、予圧スプリング１３が軸方向に直列状に配置されている。なお、予圧スプリング１３は、皿ばねが望ましいが、例えばコイルスプリングであってもよく、つまりセカンダリコーン１０に予圧を付与し得るスプリングであればどのようなスプリングであってもよい。
【００２９】
上記第１トルクカム１５は、上記受圧部材１４とフランジ部１９とが対向した第１対向部にそれぞれ配置された複数の第１ボール１８が配置されて構成されており、受圧部材１４とフランジ部１９との相対回転により一方の部材に対して他方の部材が軸方向に沿って互いが離反する方向に移動するように構成されている。即ち、上述のようにフランジ部１９の軸方向への移動は規制されており、受圧部材１４が軸方向に移動し、予圧スプリング１３を圧縮するように構成されている。
【００３０】
上記第２トルクカム２０は、上記セカンダリコーン１０とフランジ部１９とが対向した第２対向部にそれぞれ配置された複数の第２ボール２３が配置されて構成されており、つまり、第２トルクカム２０は、上記第１トルクカム１５よりも外周側に配置されている。上記第２対向部は周方向に延びる長溝形状からなり、所定回転量では第２ボール２３がその底面を遊転する所定遊びｌを形成している（図２（ｂ）参照）。そして、第２トルクカム２０は、セカンダリコーン１０とフランジ部１９との上記所定遊びを越えた相対回転により一方の部材に対して他方の部材が軸方向に沿って互いが離反する方向に移動するように構成されている。即ち、上述のようにフランジ部１９の軸方向への移動は規制されており、上記所定遊びを越えた相対回転によって、セカンダリコーン１０が軸方向に押圧されるように構成されている。
【００３１】
即ち、図２に示すように、第１トルクカム１５は、セカンダリコーン１０からセカンダリシャフト１１（と一体のフランジ部１９）に作用する出力トルクに応じて直ちに軸力を発生するが、第２トルクカム２０は、セカンダリコーン１０とセカンダリシャフト１１との間に所定相対回転（遊び）をした後、出力トルクに応じた軸力を発生する。また、第２トルクカム２０のカム角度が第１トルクカム１５のカム角度より大きく設定されている。
【００３２】
以上のように構成された押付装置１２は、まず、予圧スプリング１３が軸方向に固定されているセカンダリシャフト１１に対してセカンダリコーン１０を軸方向に常時（つまり、円錐摩擦リング式無段変速装置５による動力伝達が行われない非作動時でも）付勢することで、リング３をプライマリコーン２及びセカンダリコーン１０に押付ける（圧接させる）軸力の予圧Ｆ１として作用する（第１段階：図２（ａ）及び図２（ｄ）参照）。
【００３３】
次に、押付装置１２は、セカンダリコーン１０からセカンダリシャフト１１にトルクが伝達される作動時となる際に、セカンダリシャフト１１に作用する負荷トルク（出力トルク）に対応して（順じて）第１トルクカム１５が相対回転する。該第１トルクカム１５の相対回転に基づき、軸方向に固定されているセカンダリシャフト１１（フランジ部１９）に対してセカンダリコーン１０（受圧部材１４）は、該負荷トルクに対して角度γに応じて軸力の増加率の大きい勾配αの軸方向の軸力が付与される（第２段階：図２（ｂ）及び図２（ｄ）参照）。
【００３４】
ついで、押付装置１２は、上記第２段階の場合よりも強い負荷トルク（出力トルク）が伝達されて、第２トルクカム２０の遊びを越えてセカンダリコーン１０とセカンダリシャフト１１（フランジ部１９）とが相対回転すると、セカンダリシャフト１１に作用する負荷トルクに対応して第２トルクカム２０のカム部分が作動する。該第２トルクカム２０の相対回転に基づき、軸方向に固定されているセカンダリシャフト１１（フランジ部１９）に対してセカンダリコーン１０は、角度δに応じて第２段階の軸力よりも増加率の小さい勾配βの軸方向の軸力が付与される（第３段階：図２（ｃ）及び図２（ｄ）参照）。
【００３５】
このように、予圧スプリング１３、第１トルクカム１５、及び第２トルクカム２０によりセカンダリコーン１０に作用する軸方向の軸力は、軸方向へ移動が規制されているプライマリコーン２に対して、リング３を両コーン２，１０に押付ける狭圧力として作用し、トラクションオイルの中でリング３と両コーン２，１０との間でトルク伝達に必要とするトラクションを付与し、両コーン２，１０の間で動力伝達がなされる。また、押付装置１２によって付与される軸力は、図２（ｄ）に示すように、第１段階、第２段階、及び第３段階の３段階となっており、伝動効率の向上を図ることができる。
【００３６】
なお、上記説明は、セカンダリコーン１０からセカンダリシャフト１１へトルク伝達する正トルクについて述べたが、エンジンブレーキ等で、セカンダリシャフト１１からセカンダリコーン１０へトルク伝達する逆トルク（逆駆動）にあっても、トルクカムの形状が波状からなるため、同様に軸方向の軸力が発生する。
【００３７】
ついで、本発明に係る摩擦車式無段変速機１の制御部５０について図３に沿って説明する。図３に示すように、本摩擦車式無段変速機１の制御装部（ＥＣＵ）５０は、変速マップｍａｐを有する変速比制御手段５１、低油温時変速比制限手段５２、油温判定手段５３、駆動力制御手段５４、要求トルク検出手段５５、駆動力制限手段５６、挟持力不足判定手段５７などを備えている。
【００３８】
また、制御部５０には、不図示のアクセルペダルの踏込量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ６１、プライマリシャフト（入力軸）４の回転数を検出する入力軸回転速度センサ６２、セカンダリシャフト（出力軸）１１の回転数を検出する出力軸回転数（即ち車速）センサ６３、トラクションオイルの油温を検出する油温センサ６５、などが接続されている。
【００３９】
なお、上記油温センサ６５は、図４に示すように、プライマリコーン２及びセカンダリコーン１０の斜面に挟持されたリング３がそれら両コーン２，１０に接触しつつ移動する部分の下方側にあって、トラクションオイルの油溜り８の内部に浸かるように配置されている。
【００４０】
なお、本実施の形態では、便宜的に、各手段５１〜５７などを同じ制御部（ＥＣＵ）５０内に備えたものとして説明しているが、各手段を２個以上の制御部（ＥＣＵ）で相互に通信可能に構成してもよく、それぞれ個別の制御部（ＥＣＵ）を備えているような形態であってもよい。
【００４１】
上記要求トルク検出手段５５は、アクセル開度センサ６１により検出されるアクセル開度θに基づき、運転者が車両の出力として要求する要求トルクＴｒを検出する。
【００４２】
上記変速比制御手段５１は、例えば通常（常温）の走行中にあって、入力軸回転速度センサ６２により検出されるプライマリシャフト４の入力軸回転数Ｎｉｎと、出力軸回転速度センサ６３により検出される車速Ｖ（セカンダリシャフト１１の回転数Ｎｏｕｔ）と、上記要求トルク検出手段５５により検出される運転者の要求トルクＴｒとに基づき、詳しくは後述する図８に示す変速マップｍａｐを参照することで、エンジン３０における燃料消費が最適となるように変速比Ｇｒを設定し、図示を省略した電気モータ等を駆動制御して上記リング３を移動制御し（リング３の接触位置を変更し）、無段変速装置５の変速比Ｇｒを変速制御する。
【００４３】
上記駆動力制御手段５４は、車輪４０に出力される出力トルクＴｏｕｔが上記要求トルクＴｒとなるように、該要求トルクＴｒと上記設定された変速比Ｇｒとに応じてプライマリシャフト４に入力させる入力トルクＴｉｎ、つまりエンジン３０に出力させるエンジントルクを設定し、設定したエンジントルクとなるようにエンジン３０の燃料噴射量やスロットル開度を制御する。
【００４４】
ついで、本発明に係る油温判定手段５３、低油温時変速比制限手段５２、挟持力不足判定手段５７、駆動力制限手段５６の作用について、図５のフローチャートに沿って図６乃至図８を参照しつつ説明する。
【００４５】
例えばイグニッションスイッチがＯＮされてエンジン３０が始動され、車両の走行が開始されると、本制御部５０によって図５に示す制御が開始される（Ｓ１）。すると、まず制御部５０は、各種データの取得、即ち、アクセル開度センサ６１により検出されたアクセル開度θ、出力軸回転速度センサにより検出された車速Ｖ、入力軸回転速度センサ６２により検出された入力軸回転数Ｎｉｎ、変速比制御手段５１により設定された変速比Ｇｒ（Ｇｅａｒ−ｒａｔｉｏ）、油温センサ６５により検出された油温Ｔｅｍｐ、をそれぞれ取得する（Ｓ２）。
【００４６】
ステップＳ３においては、詳しくは後述するリング表面温度の前回算出値の取得を行うが、制御開始時の初回においては油温センサ６５により検出された油温Ｔｅｍｐを初期値として用いる。つづいて、ステップＳ４において、上記油温判定手段５３は、油温センサ６５により検出された油温Ｔｅｍｐ或いはリング表面温度の前回算出値に対し、リング３に作用した伝達トルク（本実施の形態では入力トルクＴｉｎ）とその入力トルクＴｉｎが作用した時間を加味してトラクションオイルのリング表面における油温Ｔｅｍｐ（以下、この値を「リング表面温度」とする）を判定（算出）し、ステップＳ５において、算出したリング表面温度Ｔｅｍｐを記録する。
【００４７】
ここで、トラクションオイルのトラクション係数（摩擦係数）μと油温Ｔｅｍｐとの関係、並びに、リング表面温度の上昇について図６及び図７を用いて説明する。
【００４８】
トラクションオイルは、図６に示すように、油温Ｔｅｍｐによって、そのトラクション係数μが変化する性質を有しており、油温Ｔｅｍｐ１〜油温Ｔｅｍｐ２（例えば−２０度〜１２０度）の間における「常温」の範囲内であれば、比較的トラクション係数μが高く、この常温状態では、無段変速装置５における両コーン２，１０とリング３とが押付装置１２の押付力（挟持力）に基づきスリップしない摩擦力を発生するように構成されている。
【００４９】
言い換えると、押付装置１２における第１及び第２トルクカムにより発生する押付力の第２段階や第３段階の勾配（図２（ｄ）参照）は、この常温状態でスリップが発生せず、かつリング３や両コーン２，１０の表面が傷付くことが無いように押付力が強過ぎないように設定されている。要するに、押付装置１２に設定される押付力の勾配は、常温状態にあって、出力トルクが０における軸力０の点と、プライマリコーン２からセカンダリコーン１０に伝達する回転速度を最高速側に設定した状態（最もアップシフト（オーバードライブＯ／Ｄ）側の変速比）で両コーン２，１０との間でのリング３を介してエンジン３０の最大トルクを伝達し得る軸力の点と、を結んだ勾配に基づき設定されていることになり、つまり過剰な押付力が発生しないように構成されている。
【００５０】
従って、油温Ｔｅｍｐ１よりも低い「低温」の状態や油温Ｔｅｍｐ２よりも高い「高温」の状態では、トラクション係数μが低くなると共に、押付装置１２により発生する押付力が常温状態と同様に付与されるため、リング３の両コーン２，１０の挟持力が不足して、通常の車両走行をそのまま行うと、リング３がスリップしてしまう虞がある。なお、油温Ｔｅｍｐ２よりも高い「高温」の状態は、一般的にはトラクションオイルの冷却構造等で対応することが望ましい状態であるため、本実施の形態では何ら制御を行わないが、後述する「低温」の状態と同様な制御を行って対応することも可能である。
【００５１】
ところで、トラクションオイルの油温は、リング３の表面において、摩擦接触における負荷量（即ち発熱量）に応じて比較的短時間で上昇するが、上述したように、油温センサ６５はトラクションオイルの油溜り８内に浸かるように配置されているため（図４参照）、リング表面温度Ｔｅｍｐを直接的に検出することができず、また、リング表面温度Ｔｅｍｐを直接的に検出するような温度センサの配置も難しい。
【００５２】
そこで、油温判定手段５３は、図７に示すように、プライマリコーン２に入力された入力トルクＴｉｎの大きさと、その入力トルクＴｉｎが作用した時間との関係によって、リング表面温度Ｔｅｍｐを判定（算出）する。即ち、図７に示す相関関係のデータには、所定入力軸回転数Ｎｉｎにあって、トルクＴａ＜Ｔｃ＜Ｔｅ（例えばＴａがトルク０で、Ｔｅがエンジン３０の性能に基づく最大トルク）の大小関係とすると、入力トルクＴｉｎが「Ｔａ」の場合、入力トルクＴｉｎが「Ｔｃ」の場合、入力トルクＴｉｎが「Ｔｅ」の場合が記録されており、入力トルクＴｉｎとその作用時間とから線形補完することでリング表面温度Ｔｅｍｐを算出することができる。なお、図７に示す相関関係のデータは、ある入力回転数（例えば２０００ｒｐｍ）の場合の負荷量を記録したものの一例であり、油温判定手段５３は、このようなデータを異なる入力回転数ごとに複数有していて、入力軸回転数Ｎｉｎに応じて別途準備されたデータを参照することになる。
【００５３】
以上のように、図５のステップＳ４において油温判定手段５３がリング表面温度Ｔｅｍｐを算出し、ステップＳ５において算出したリング表面温度Ｔｅｍｐを記録すると、ステップＳ６に進み、低油温時変速比制限手段５２は、リング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１以下（図６参照）であるか否かを判定し、つまり低温時であるか否かを判定する。
【００５４】
リング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１よりも大きい場合は（Ｓ６のＮｏ）、上述したようにトラクション係数μが高く（図６参照）、リング３がスリップする虞が無いので、変速比制御手段５１は、図８（ａ）に示す常温時の変速マップｍａｐを選択し（Ｓ７）、つまり入力軸回転数Ｎｉｎ、車速Ｖ、及び要求トルクＴｒに基づき通常の変速比Ｇｒを設定してリング３の位置を移動制御し（Ｓ８）、そして、駆動力制御手段５４は、該設定した変速比Ｇｒで要求トルクＴｒが出力されるように入力トルクＴｉｎ、つまりエンジン３０のエンジントルク（エンジン出力）を設定して、該エンジントルクとなるようにエンジン３０の燃料噴射量やスロットル開度等を制御し（Ｓ９）、リターンする（Ｓ１６）。
【００５５】
一方、リング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１以下の場合は（Ｓ６のＹｅｓ）、上述したようにトラクション係数μが低く（図６参照）、このままではリング３がスリップする虞があるので、低油温時変速比制限手段５２は、変速比制御手段５１により変更される変速比Ｇｒが所定変速比ＧｒＡよりもダウンシフト（アンダードライブＵ／Ｄ）側の範囲に制限されるように、図８（ｂ）に示す低温時の変速マップｍａｐを選択し（Ｓ１０）、つまり入力軸回転数Ｎｉｎ、車速Ｖ、及び要求トルクＴｒに基づき設定する変速比Ｇｒを所定変速比ＧｒＡよりもダウンシフト側に設定し、リング３の位置を移動制御する（Ｓ１１）。
【００５６】
すると、変速比Ｇｒが通常の変速比よりもダウンシフト側に設定されるので、つまり無段変速装置５によりエンジン３０の回転が減速されてトルクが増大される形となる。そこで、駆動力制御手段５４は、該制限された変速比Ｇｒで要求トルクＴｒが出力されるように入力トルクＴｉｎ、つまりエンジン３０のエンジントルク（エンジン出力）を設定し（Ｓ１２）、つまりエンジン３０は低トルク・高回転に制御されると共に、出力トルクＴｏｕｔは要求トルクＴｒに維持されるように設定される。
【００５７】
この際、リング表面温度Ｔｅｍｐが低すぎたり、或いは要求トルクＴｒが大きくてエンジントルク（入力トルクＴｉｎ）が大きすぎたりすると、変速比Ｇｒをダウンシフト側に制限しただけでは、リング３の挟持力（摩擦力）が不足する虞がある。
【００５８】
そこで、挟持力不足判定手段５７は、リング表面温度Ｔｅｍｐに基づき上記図６に示したトラクション係数μと油温との関係から、リング３の摩擦力を算出し（Ｓ１３）、上述のように設定したエンジントルク（エンジン出力）（低下させた入力トルクＴｉｎ）がリング３の挟持力に基づく摩擦接触の摩擦力よりも大きいか否かを判定し、つまりリング３の摩擦力が入力トルクＴｉｎに対して不足しているか否かを判定する（Ｓ１４）。
【００５９】
リング３の摩擦力が入力トルクＴｉｎよりも大きく、リング３の摩擦力が入力トルクＴｉｎに対して不足していないと判定された場合は（Ｓ１４のＮｏ）、つまりリング３はこのままでスリップしないので、上記のように設定したエンジン出力で該エンジン３０を制御したまま、リターンする（Ｓ１６）。
【００６０】
以上のような場合は、制限された変速比Ｇｒに基づきエンジン３０が制御され、出力トルクＴｏｕｔが要求トルクＴｒに維持されるように設定されるので、出力トルクＴｏｕｔに応じて押付力を付与する上記押付装置１２によるリング３の挟持力は維持されるように設定され、リング３の伝達するトルクだけが低下されるので、該リング３のスリップの防止が図られる。
【００６１】
なお、仮に押付装置がプライマリシャフト４とプライマリコーン２との間に配置されていたとすると、エンジン出力（入力トルクＴｉｎ）の低下に伴って押付力が低下し、挟持力の低下に伴ってリング３の摩擦力が低下してしまうことになるので、押付装置１２は、出力トルクＴｏｕｔに応じて押付力を発生させるように構成されている必要がある。
【００６２】
一方、上記ステップＳ１３において挟持力不足判定手段５７がリング３の摩擦力を算出した結果、上述のように低下させたエンジン出力（入力トルクＴｉｎ）が該リング３の摩擦力よりも大きく、つまりリング３の摩擦力が入力トルクＴｉｎに対して不足していることを判定した場合は（Ｓ１４のＹｅｓ）、このままではリング３がスリップしてしまうことになる。
【００６３】
そこで、駆動力制限手段５６は、リング３の摩擦力により伝達し得る駆動力以下にエンジン出力（入力トルクＴｉｎ）を制限する指令を駆動力制御手段５４に出力し、つまりエンジン出力をリング３の摩擦力に制限するように設定してエンジン３０を制御し（Ｓ１５）、リターンする（Ｓ１６）。
【００６４】
以上のような場合は、制限された変速比Ｇｒに基づきエンジン出力が低下され、更に、算出されたリング３の摩擦力に基づきエンジン出力が制限される形でエンジン出力が低下されるようにエンジン３０が制御されるので、出力トルクＴｏｕｔが要求トルクＴｒに対して僅かに小さくなってしまうが、リング３の摩擦力以下に制限された入力トルクＴｉｎが入力されるので、該リング３のスリップが確実に防止される。
【００６５】
また、変速比Ｇｒをダウンシフト側に制限した分、エンジン３０を高回転・低トルクの状態に移行することができ、その分、出力トルクＴｏｕｔを低下させる量が減るので、例えば特開２００１−９８９６５号公報のようにエンジン出力の低下だけでスリップを予防するものに比して、出力トルクの大幅な低下が避けられ、運転者に与える違和感を充分に減らす効果がある。
【００６６】
なお、駆動力制限手段５６によってエンジン出力をリング３の摩擦力以下になるように制限する場合は、エンジン出力を制限することによって出力トルクも低下して、その分、押付装置１２による押付力も低下するので、その押付力の低下分も加味してエンジン出力を制限する値を設定すべきである。
【００６７】
また、本実施の形態では、挟持力不足判定手段５７がリング３の摩擦力を算出し、それをエンジン出力（入力トルクＴｉｎ）と対比することで、挟持力が不足しているか否か（スリップするか否か）を判定しているが、随時算出する手法に限らず、例えばリング表面温度とリング３の摩擦力との相関関係を記録したマップをあらかじめ準備し、そのマップに基づき判断するように構成してもよい。
【００６８】
以上説明したように、リング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１以下である場合には、変速比Ｇｒを所定変速比ＧｒＡよりもダウンシフト側に制限した状態でエンジン出力を低下させて、かつなるべく出力トルクＴｏｕｔが要求トルクＴｒとなるように制御することになる。そして、この制御（Ｓ６〜Ｓ１５）を繰り返している間に、リング３の摩擦接触部分におけるトルク伝達によって、図７に示すようにリング表面温度Ｔｅｍｐが時間経過と共に上昇していき、その後、リング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１よりも高くなると（Ｓ６のＮｏ）、常温の状態、つまり変速比を制限しない通常の走行状態に移行し（Ｓ７〜Ｓ９）、以降は通常走行を行うことになる。
【００６９】
ついで、上述した本制御によって変化する、軸力（リング３の摩擦力）及び入力トルクと出力トルクとの関係を図９に沿って説明する。
【００７０】
例えばエンジン出力が最大であって入力トルクＴｉｎが「Ｔｅ」であり、かつ変速比Ｇｒがオーバードライブ（Ｏ／Ｄ）側にあるような、図中「点ＴＡ」で示す走行を行おうとした際に、リング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１以下であった場合は、図中太線で示す低油温時の軸力Ｘ（リング３の摩擦力）を上回ってしまい、リング３がスリップする虞がある。
【００７１】
そこで、低油温時変速比制限手段５２が変速マップｍａｐを変更して変速比Ｇｒをダウンシフト側（変速比として中間のＭＩＤ付近）に制限すると（Ｓ１０，Ｓ１１）、駆動力制御手段５４が制限した変速比Ｇｒで要求トルクＴｒとなるように入力トルクＴｉｎを「Ｔｂ」に設定し（Ｓ１２）、つまり「点ＴＢ」の状態に移行する。この際は、入力トルクＴｉｎが軸力Ｘ以下となり、スリップが生じないので（Ｓ１４のＮｏ）、入力トルクＴｉｎを「Ｔｂ」をそのまま出力する。これにより、図９から明らかのように、「点ＴＡ」から「点ＴＢ」に移行しても、出力トルクＴｏｕｔが低下することなく、リング３のスリップが防止されると共に、運転者に違和感を与えることの防止が図られる。
【００７２】
一方、例えばエンジン出力が最大であって入力トルクＴｉｎが「Ｔｅ」であり、かつ変速比Ｇｒが中間ＭＩＤよりもアンダードライブ（Ｕ／Ｄ）側にあるような、図中「点ＴＣ」で示す走行を行おうとした際に、リング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１以下であった場合は、図中太線で示す低油温時の軸力Ｘ（リング３の摩擦力）を上回ってしまい、リング３がスリップする虞がある。
【００７３】
そこで、低油温時変速比制限手段５２が変速マップｍａｐを変更して変速比Ｇｒを最もダウンシフト側（Ｕ／Ｄ付近）に制限すると（Ｓ１０，Ｓ１１）、駆動力制御手段５４が制限した変速比Ｇｒで要求トルクＴｒとなるように入力トルクＴｉｎを「Ｔｃ」に設定し（Ｓ１２）、つまり「点ＴＤ」の状態に移行する。このままでは、入力トルクＴｉｎが軸力Ｘ以下となっていないので、リング３の摩擦力が不足してスリップが生じる虞があるので、挟持力不足判定手段５７がリング３の摩擦力が不足していることを判定し（Ｓ１４のＹｅｓ）、駆動力制限手段５６により更に入力トルクＴｉｎの制限を行う（Ｓ１５）。これにより、入力トルクＴｉｎが、図９に示す「点ＴＥ」まで低下され、出力トルクＴｏｕｔは「点ＴＤ」から「点ＴＥ」に制限されることで低下されるが、入力トルクＴｉｎが軸力Ｘ以下に制限されてリング３のスリップの防止が図られる。
【００７４】
以上説明したように、本無段変速機１によると、判定されたトラクションオイルのリング表面温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｅｍｐ１以下の場合に、変速比Ｇｒを所定変速比ＧｒＡよりもダウンシフト側の範囲に制限し、該変速比Ｇｒが制限されたことに基づき、エンジン３０のエンジン出力（入力トルクＴｉｎ）が低下するので、つまりエンジン３０が高回転・低トルクに制御されて、プライマリコーン２からリング３に入力される入力トルクＴｉｎが低下されるが、ダウンシフト側に変速比が設定されることで低下されたエンジン３０のエンジン出力がその変速比により増大され、出力トルクの低下を抑えることができ、セカンダリシャフト１１に作用する出力トルクに応じて発生する押付装置１２の押付力は維持されるので、トラクションオイルの油温低下に伴うスリップの発生を防止できる。その上、出力トルクの低下は押さえられているので、ドライバに違和感を与えることの防止を図ることができる。
【００７５】
また、変速比Ｇｒをダウンシフト側に制限し、かつ入力トルクＴｉｎを低下しても、リング３における摩擦力が不足する場合に、該摩擦力で伝達し得る入力トルクＴｉｎとなるようにエンジン３０を制限するので、出力トルクＴｏｕｔが要求トルクＴｒに対して僅かに少なくなったとしても、確実にリング３のスリップの発生を防止することができる。
【００７６】
更に、リング３に作用した伝達トルク（入力トルクＴｉｎ）とその作用した時間を加味してトラクションオイルのリング表面温度Ｔｅｍｐを判定するので、無段変速機１の運転状態によって上昇していくトラクションオイルの温度状態を素早く反映することができ、変速比Ｇｒの制限やエンジン３０のエンジン出力の制限をレスポンス良く解除していくことができる。
【００７７】
そして、押付装置１２が出力トルクＴｏｕｔに応じて押付力を発生させるトルクカム機構であるので、トラクションオイルの油温の低下に応じて押付力を上昇させることができないが、変速比Ｇｒをダウンシフト側に制限しかつエンジン３０に出力させるエンジン出力を低下するので、トラクションオイルの油温低下に伴うスリップの発生を防止するものでありながら、出力トルクＴｏｕｔの低下を抑えることができてドライバに違和感を与えることの防止を図ることができる。
【００７８】
なお、以上説明した本実施の形態においては、無段変速機構５が円錐摩擦リング式無段変速機構であるものを説明したが、これに限らず、トロイダル式無段変速機構であってもよく、つまりトラクションオイルを介してトルク伝達を行う無段変速機構であれば、どのような変速機構であってもよい。
【００７９】
また、本実施の形態においては、駆動源としてエンジン３０だけを備えたものを一例として説明したが、駆動源としてモータ・ジェネレータだけを備えたＥＶ車両や、内燃エンジン及びモータ・ジェネレータを兼ね備えたハイブリッド車両であっても、本発明を適用することができる。この場合は、駆動力制御手段５４は、エンジン３０の代わりにモータ・ジェネレータの出力トルク、或いはエンジン及びモータの総合出力トルクを制御することになる。
【００８０】
また、本実施の形態では、便宜上、エンジン出力が入力トルクＴｉｎと同等であることを前提として説明したが、例えば発進装置３１がトルクコンバータ等であってトルク増大効果を発生させるものであれば、その点を加味して、エンジン３０の駆動力を制御すべきであることは、勿論のことである。
【００８１】
また、本実施の形態では、トラクションオイルの油温を判定する際に、油溜り８に浸かった油温センサ６５の検出によって得た油温を元にリング表面温度を判定するものについて説明したが、リング表面温度が判定できる手法であれば、どのような手法でも良く、例えば無段変速機１の環境温度を元にしたり、車両に付属した外気温センサの検出温度を元にしてリングに発生した発熱量を加味してもよく、また反対、リング３の温度を直接的に検出することも考えられる。
【符号の説明】
【００８２】
１ 摩擦車式無段変速機
２ 入力側摩擦車（プライマリコーン）
３ 摩擦部材（リング）
４ 入力軸（プライマリシャフト）
５ 無段変速機構（円錐摩擦リング式無段変速装置）
１０ 出力側摩擦車（セカンダリコーン）
１１ 出力軸（セカンダリシャフト）
１２ 押付装置
１５ トルクカム（第１トルクカム）
２０ トルクカム（第２トルクカム）
３０ 駆動源（エンジン）
４０ 車輪
５１ 変速比制御手段
５３ 油温判定手段
５４ 駆動力制御手段
５５ 要求トルク検出手段
５６ 駆動力制限手段
Ｇｒ 変速比
ＧｒＡ 所定変速比
Ｔｅｍｐ 油温
Ｔｅｍｐ１ 所定温度
Ｔｉｎ 駆動力（入力トルク）
Ｔｏｕｔ 出力トルク
Ｔｒ 要求トルク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの駆動力が入力される入力軸に駆動連結された入力側摩擦車と、車輪に出力トルクを出力する出力軸に駆動連結された出力側摩擦車と、これら入力側摩擦車及び出力側摩擦車にトラクションオイルを介して挟持されつつ摩擦接触して動力伝達すると共に、それら入力側摩擦車及び出力側摩擦車に対する接触位置が変更されることで変速比を変更する摩擦部材と、前記入力側摩擦車及び前記出力側摩擦車に対する前記摩擦部材の挟持圧となる押付力を、前記出力軸に作用する前記出力トルクに応じて発生させる押付装置と、を有する無段変速機構と、
運転者の要求トルクを検出する要求トルク検出手段と、
前記要求トルクに基づき、前記摩擦部材を移動制御して前記無段変速機構の変速比を設定する変速比制御手段と、
前記出力トルクが前記要求トルクとなるように、前記要求トルクと前記変速比とに応じて前記駆動源に出力させる駆動力を設定する駆動力制御手段と、
前記トラクションオイルの油温を判定する油温判定手段と、を備え、
前記変速比制御手段は、前記判定された油温が所定温度以下の場合に、変速比を所定変速比よりもダウンシフト側の範囲に制限する、
ことを特徴とする摩擦車式無段変速機。
【請求項２】
前記制限された変速比で前記出力トルクが前記要求トルクとなるように前記駆動源の駆動力を設定した場合に、前記判定された油温における前記摩擦部材の挟持圧に基づく摩擦接触の摩擦力が前記設定した駆動源の駆動力に対して不足することが判定された際に、前記摩擦力により伝達し得る駆動力以下に前記駆動源の駆動力を制限する駆動力制限手段と、を備えた、
ことを特徴とする請求項１記載の摩擦車式無段変速機。
【請求項３】
前記油温判定手段は、前記摩擦部材に作用した伝達トルクとその作用した時間を加味して前記トラクションオイルの油温を判定する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の摩擦車式無段変速機。
【請求項４】
前記押付装置は、前記出力軸と前記出力側摩擦車との間に配置され、前記出力トルクに応じて前記押付力を発生させるトルクカムを有するトルクカム機構からなる、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載の摩擦車式無段変速機。
【請求項１】
駆動源からの駆動力が入力される入力軸に駆動連結された入力側摩擦車と、車輪に出力トルクを出力する出力軸に駆動連結された出力側摩擦車と、これら入力側摩擦車及び出力側摩擦車にトラクションオイルを介して挟持されつつ摩擦接触して動力伝達すると共に、それら入力側摩擦車及び出力側摩擦車に対する接触位置が変更されることで変速比を変更する摩擦部材と、前記入力側摩擦車及び前記出力側摩擦車に対する前記摩擦部材の挟持圧となる押付力を、前記出力軸に作用する前記出力トルクに応じて発生させる押付装置と、を有する無段変速機構と、
運転者の要求トルクを検出する要求トルク検出手段と、
前記要求トルクに基づき、前記摩擦部材を移動制御して前記無段変速機構の変速比を設定する変速比制御手段と、
前記出力トルクが前記要求トルクとなるように、前記要求トルクと前記変速比とに応じて前記駆動源に出力させる駆動力を設定する駆動力制御手段と、
前記トラクションオイルの油温を判定する油温判定手段と、を備え、
前記変速比制御手段は、前記判定された油温が所定温度以下の場合に、変速比を所定変速比よりもダウンシフト側の範囲に制限する、
ことを特徴とする摩擦車式無段変速機。
【請求項２】
前記制限された変速比で前記出力トルクが前記要求トルクとなるように前記駆動源の駆動力を設定した場合に、前記判定された油温における前記摩擦部材の挟持圧に基づく摩擦接触の摩擦力が前記設定した駆動源の駆動力に対して不足することが判定された際に、前記摩擦力により伝達し得る駆動力以下に前記駆動源の駆動力を制限する駆動力制限手段と、を備えた、
ことを特徴とする請求項１記載の摩擦車式無段変速機。
【請求項３】
前記油温判定手段は、前記摩擦部材に作用した伝達トルクとその作用した時間を加味して前記トラクションオイルの油温を判定する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の摩擦車式無段変速機。
【請求項４】
前記押付装置は、前記出力軸と前記出力側摩擦車との間に配置され、前記出力トルクに応じて前記押付力を発生させるトルクカムを有するトルクカム機構からなる、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載の摩擦車式無段変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−７３９６（Ｐ２０１３−７３９６Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８５７７（Ｐ２０１１−１３８５７７）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
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