無段変速装置
【課題】トロイダル型無段変速機の変速比制御の基準となるステッピングモータのステップ位置に関する学習が完了していない場合にも、不適正なステップ位置を基準として変速比制御が行われる事を防止し、変速比制御の信頼性を確保できる構造を実現する。
【解決手段】制御器の有する学習制御機能に基づいて、入力軸を回転させたまま出力軸を停止させられるステップ位置に、上記ステッピングモータの駆動量を調節している間に、ステップ位置に関する学習許可の条件が満たされなくなった場合には、学習制御が完了するまでの間は、上記制御器から指令により、低速用クラッチ及び高速用クラッチの接続を断つ。これにより、学習制御が完了していない状態で、変速比制御が実行される事を防止し、上記課題を解決できる。
【解決手段】制御器の有する学習制御機能に基づいて、入力軸を回転させたまま出力軸を停止させられるステップ位置に、上記ステッピングモータの駆動量を調節している間に、ステップ位置に関する学習許可の条件が満たされなくなった場合には、学習制御が完了するまでの間は、上記制御器から指令により、低速用クラッチ及び高速用クラッチの接続を断つ。これにより、学習制御が完了していない状態で、変速比制御が実行される事を防止し、上記課題を解決できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両（自動車）用自動変速装置、建設機械（建機）用自動変速装置、航空機（固定翼機、回転翼機、飛行船等）等で使用されるジェネレータ（発電機）用の自動変速装置等として利用する、トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の改良に関する。具体的には、トロイダル型無段変速機の変速比制御の基準となる調整部材の位置（例えばステッピングモータのステップ位置）に関する学習が完了するまでの間は、変速比制御が実行される事を防止できる構造を実現するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用自動変速機として使用されるトロイダル型無段変速機が、特許文献１や非特許文献１等の多くの刊行物に記載され、且つ、一部で実施されていて周知である。この様なトロイダル型無段変速機は、互いに対向する軸方向側面をトロイド曲面とした入力側ディスクと出力側ディスクとの間に複数個のパワーローラを挟持して成る。運転時には、この入力側ディスクの回転が、これら各パワーローラを介して上記出力側ディスクに伝達される。これら各パワーローラは、それぞれトラニオン等の支持部材に回転自在に支持されており、これら各支持部材は、それぞれ上記両ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に支持されている。上記両ディスク同士の間の変速比を変える場合は、油圧式のアクチュエータにより上記各支持部材を上記枢軸の軸方向に変位させる。この様なアクチュエータへの圧油の給排は、制御弁により制御すると共に、上記支持部材の動きをこの制御弁にフィードバックする様に構成している。
【０００３】
上記アクチュエータへの圧油の給排に基づき上記各支持部材を上記枢軸の軸方向に変位させると、上記各パワーローラの周面と上記入力側、出力側各ディスクの側面との転がり接触部（トラクション部）に作用する、接線方向の力の向きが変化（転がり接触部にサイドスリップが発生）する。そして、この力の向きの変化に伴って上記各支持部材が上記枢軸を中心に揺動（傾斜）し、上記各パワーローラの周面と上記入力側、出力側各ディスクの側面との接触位置が変化する。これら各パワーローラの周面を、上記入力側ディスクの側面の径方向外寄り部分と、上記出力側ディスクの側面の径方向内寄り部分とに転がり接触させれば、上記両ディスク同士の間の変速比が増速側になる。これに対して、上記各パワーローラの周面を、上記入力側ディスクの側面の径方向内寄り部分と、上記出力側ディスクの側面の径方向外寄り部分とに転がり接触させれば、上記両ディスク同士の間の変速比が減速側になる。
【０００４】
又、上述の様なトロイダル型無段変速機を実際の自動車用自動変速機に組み込む場合、遊星歯車機構等の歯車式の差動ユニットと組み合わせて無段変速装置を構成する事が、従来から提案されている。例えば特許文献２には、入力軸を一方向に回転させたまま、出力軸の回転状態を、停止状態（所謂ギヤードニュートラル状態）を挟んで正転、逆転に切り換えられる無段変速装置が記載されている。この様な無段変速装置の場合、所謂低速モード状態では、無段変速装置全体としての変速比が、無限大に変化する。即ち、トロイダル型無段変速機の変速比を調節する事により、入力軸を一方向に回転させた状態のまま出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで、正転、逆転の変換自在となる。この様な、所謂無限大の変速比を実現できる無段変速装置の場合、トロイダル型無段変速機の変速比に関して、上記出力軸の停止状態を実現できる値（ギヤードニュートラルポイント、ＧＮ値）の近傍では、この変速比が僅かに変化しただけでも、この出力軸に伝わる動力の状態が大きく変化する。この為、トロイダル型無段変速機の変速比制御を高精度で行う必要がある。
【０００５】
例えば車両を停止させた状態で、シフトレバーをＰレンジ（パーキング位置）やＮレンジ（ニュートラル位置）等の非走行状態から、Ｄレンジ（通常前進位置）、Ｌレンジ（高駆動前進位置）やＲレンジ（後退位置）等の走行状態に切り換える場合、素早く前方或いは後方への適切な駆動力を生じさせつつ、ブレーキペダルの操作に基づく制動力により車両の停止状態を維持する必要がある。この為、シフトレバーが非走行状態に選択されている状態で、トロイダル型無段変速機の変速比を、変速比無限大の状態を実現できる値（範囲）に厳密に制御しておく必要がある。仮に、トロイダル型無段変速機の変速比が、変速比無限大の状態を実現できる値から大きく逸脱している場合には、シフトレバーが走行状態に選択された場合に、予想以上の駆動力（クリープ力）が伝達され、車両が動き出したり、運転者の意図とは逆方向の駆動力が伝達される可能性がある。
【０００６】
一方、トロイダル型無段変速機に組み込まれる部品数は多く、しかも、そのうちの多くの部品の寸法精度及び組み付け精度が、トロイダル型無段変速機の変速比に影響を及ぼす。この為、設計計算により求められる変速比無限大の状態を実現できるトロイダル型無段変速機の変速比に、個体差が生じる事が考えられる。又、変速比無限大の状態を実現できるトロイダル型無段変速機の変速比は、長期間に亙る使用による構成部品の経時変化（僅かな塑性変形）等により、その特性が変化する事も考えられる。
【０００７】
この様な事情に鑑みて、例えば特許文献３には、シフトレバーが非走行状態に選択されている事を条件に、入力軸を回転させたまま出力軸を停止させられる、ステッピングモータのステップ位置を学習する（制御器に第三の機能を備えた）発明が記載されている。具体的には、シフトレバーが非走行状態に選択されている事を条件に、トロイダル型無段変速機を構成する入力側ディスクの回転速度と、出力側ディスクの回転速度とを、それぞれ回転センサにより検出する。そして、これら各ディスクの回転速度から求められる実際の変速比（入力側ディスクの回転速度／出力側ディスクの回転速度）と、遊星歯車式変速機の変速比とに基づいて、非走行状態時の出力軸の回転速度を求める。そして、この出力軸の回転速度を０にすべく、ステッピングモータのステップ位置（駆動量）を調整し、トロイダル型無段変速機の変速比を調節する。そして、上記出力軸の回転速度が０になった状態でのステップ位置を学習し、制御器のメモリに記憶する（学習制御を完了する）。そして、調整されたステップ位置（学習値）を基準に、トロイダル型無段変速機の変速比制御を行う。従って、この様な特許文献３に記載された発明によれば、トロイダル型無段変速機の構成部品の個体差や経時変化等に関係なく、変速比制御を高精度に行う事が可能になる。
【０００８】
但し、上述した様な特許文献３に記載された発明を含め、従来から考えられているステップ位置の学習に関する制御方法には、次の面から改良の余地がある。即ち、従来の場合には、ステッピングモータのステップ位置を、出力軸を停止させられる位置に調整している間（学習制御中）に、シフトレバーが走行状態に切り換えられる（学習許可の条件を満たさなくなる）と、学習が完了していなくても、シフトレバーが走行状態に切り換えられた時点でのステップ位置を変速比無限大の状態を実現できる基準として、変速比制御が開始されていた。この為、ステッピングモータのステップ位置が、出力軸を停止させるのに適正な位置から外れた状態で、変速比制御が開始される可能性があり、変速フィーリングが損なわれるばかりか、最悪の場合には、シフトレバーの選択位置と逆方向に車両が動き出す可能性もある為、この様な状況の発生を防止する為に、別途フェールセーフ用の機構が必要であった。この様に、従来の場合には、トロイダル型無段変速機の変速比制御の基準となるステッピングモータのステップ位置に関する学習が完了していない場合の、バックアップ制御が行われておらず、変速比制御の信頼性を十分に確保できているとは言えなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３１７６０１号公報
【特許文献２】特開２００３−３０７２６６号公報
【特許文献３】特開２００４−３０８８５３号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】田中裕久著、「トロイダルＣＶＴ」、株式会社コロナ社、２０００年７月１３日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、トロイダル型無段変速機の変速比制御の基準となる調整部材の位置に関する学習が完了していない状態であるにも拘らず、不適正な位置を基準として変速比制御が行われる事を防止し、変速比制御の信頼性を確保できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の無段変速装置は、入力軸と、出力軸と、トロイダル型無段変速機と、複数の歯車を組み合わせて成る歯車式の差動ユニットと、このトロイダル型無段変速機の変速比を制御する為の制御器とを備える。
上記トロイダル型無段変速機は、入力側ディスクと、出力側ディスクと、複数個のパワーローラと、複数個の支持部材と、アクチュエータと、制御ユニットと、入力側回転センサと、出力側回転センサとを備える。
このうちの入力側ディスクは、上記差動ユニットの第一の入力部と共に上記入力軸により回転駆動される。
又、上記出力側ディスクは、上記入力側ディスクと同心に、且つ、この入力側ディスクに対する相対回転を自在として支持され、上記差動ユニットの第二の入力部に接続されている。
又、上記各パワーローラは、上記両ディスク同士の間に挟持されている。
又、上記各支持部材（例えばトラニオン）は、上記各パワーローラを回転自在に支持している。
又、上記アクチュエータは、例えば油圧式のもので、圧油の給排状態に基づいて、上記各支持部材を変位させ、上記入力側ディスクと上記出力側ディスクとの間の変速比を変えるものである。
又、上記制御ユニットは、上記変速比を所望値にする為に、上記アクチュエータの変位方向及び変位量を制御するものであり、後述する調整部材の他、例えばローディング圧制御用の電磁弁、モード切換制御用の電磁弁、及び、これらにより作動状態を切り換えられる制御弁装置等から構成される。
又、上記入力側回転センサは、上記入力側ディスクの回転速度を検出する為のものであり、上記出力側回転センサは、上記出力側ディスクの回転速度を検出する為のものである。
又、上記差動ユニットは、上記第一、第二の入力部同士の間の速度差に応じた回転を取り出して上記出力軸に伝達するもので、例えば遊星歯車式変速機が相当する。
又、上記制御器は、次の第一〜第三の機能を有する。
第一の機能は、上記トロイダル型無段変速機の変速比を調節して上記差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事により、上記入力軸を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで、正転及び逆転に変換する機能である。
第二の機能は、上記入力側回転センサにより求められる上記入力側ディスクの回転速度及び上記出力側回転センサにより求められる上記出力側ディスクの回転速度と、上記差動ユニットの変速比とに基づいて、上記出力軸の回転速度を算出する機能である。
第三の機能は、所定の学習許可条件が満たされている事を条件に、上記第二の機能に基づいて算出される上記出力軸の回転速度が０（ゼロ）となる状態に、上記トロイダル型無段変速機の変速比を調節し、この状態での上記制御ユニットを構成する調整部材の位置（例えばステッピングモータのステップ位置）を、上記入力軸を回転させたまま上記出力軸を停止させられる位置として学習し記憶する、学習制御を行う機能である。
【００１３】
特に、本発明の無段変速装置の場合には、上記制御器が、上述した第一〜第三の機能に加え、次の第四の機能を有する。
即ち、第四の機能として、上記第三の機能に基づく学習制御が完了するまでの間は、上記入力軸の回転が上記出力軸の回転に伝達される事を禁止する機能を有する。
より具体的には、上記第三の機能に基づいて学習制御が実行されている（入力軸を回転させたまま出力軸を停止させられる位置に調整部材の位置を調整している）間に、上記学習許可条件を満たさなくなった場合、及び、この学習許可条件が満たされず、学習制御自体が開始されていない場合には、この学習制御が完了するまでの間は、上記入力軸の回転が上記出力軸の回転に伝達される事を禁止する機能を有する。
【００１４】
上述した本発明を実施する場合に、例えば請求項２に記載した発明の様に、上記トロイダル型無段変速機と前記差動ユニットとを、クラッチ装置を介して組み合わせる。そして、上記第四の機能を、このクラッチ装置の接続を断つ事により実現する。
【発明の効果】
【００１５】
上述の様に構成する本発明によれば、トロイダル型無段変速機の変速比制御の基準となる調整部材の位置に関する学習が完了していないにも拘らず、不適正な位置を基準として変速比制御が行われる事を防止でき、変速比制御の信頼性を確保できる。
即ち、本発明の場合には、調整部材の位置に関する学習が完了していない状態で、シフトレバーが非走行状態から走行状態に切り換えられる等、学習許可条件を満たさなくなった場合には、制御器の有する第四の機能に基づき、例えばクラッチ装置の接続を断つ等により、入力軸の回転が出力軸の回転に伝達される事を禁止（車両用の無段変速装置の場合には発進制御を禁止）し、変速比制御が実行される事を防止する。この為、上記入力軸を回転させたまま上記出力軸を停止させるのに不適正な（出力軸を停止させられない）調整部材の位置を基準として、変速比制御が行われる事を防止できる。そして、調整部材の位置に関する学習が完了した後には、入力軸の回転を出力軸の回転に伝達する事を許可し、変速比制御を実行させる。従って、この様な本発明によれば、トロイダル型無段変速機の変速比制御の信頼性（正確性）を十分に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、無段変速装置のブロック図。
【図２】同じく無段変速装置に組み込むトロイダル型無段変速機の変速比を調節する為の機構を示す油圧回路図。
【図３】同じく本例の特徴となる動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１〜３は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例の特徴は、制御器１１に第四の機能を備える事により、入力軸３を回転させたまま出力軸１４を停止させられるステッピングモータ２４のステップ位置に関する学習中に、シフトレバーが非走行状態から走行状態に切り換えられる等、運転者が車両を発進させる事を意図していた場合にも、学習が完了するまでの間は、車両の発進制御を禁止する点にある。上記制御器１１が備える残りの第一〜第三の機能に就いては、前述した特許文献３等に詳しく記載されており、従来から知られているものであるから、ここでは説明を簡略若しくは省略し、以下、本例の無段変速装置の全体構成及び特徴部分に就いて説明する。
【００１８】
先ず、図１のブロック図により、本例の無段変速装置に就いて説明する。この図１中、太矢印は動力の伝達経路を、実線は油圧回路を、破線は電気回路を、それぞれ示している。エンジン１の出力は、ダンパ２を介して、入力軸３に入力される。この入力軸３に伝達された動力は、トロイダル型無段変速機４を構成する油圧式の押圧装置５から入力側ディスク６に伝達され、更にパワーローラ７を介して出力側ディスク８に伝達される。これら両ディスク６、８のうち、入力側ディスク６の回転速度は入力側回転センサ９により、出力側ディスク８の回転速度は出力側回転センサ１０により、それぞれ測定して、制御器１１に入力し、上記両ディスク６、８間の（トロイダル型無段変速機４の）変速比を算出する。
【００１９】
又、上記入力軸３に伝達された動力は、直接又は上記トロイダル型無段変速機４を介して、差動ユニットである遊星歯車式変速機１２に伝達される。そして、この遊星歯車式変速機１２の構成部材の差動成分が、クラッチ装置１３を介して出力軸１４に取り出される。尚、このクラッチ装置１３は、後述する図２に示した低速用クラッチ１５及び高速用クラッチ１６を表すものである。又、本例の場合には、出力軸回転センサ１７により、上記出力軸１４の回転速度を検出して、上記入力側回転センサ９及び上記出力側回転センサ１０の故障の有無を判定する為のフェールセーフを可能としている。
【００２０】
一方、上記ダンパ２部分から取り出した動力によりオイルポンプ１８を駆動し、このオイルポンプ１８から吐出した圧油を、上記押圧装置５と、上記パワーローラ７を支持した支持部材であるトラニオンを枢軸（図示省略）の軸方向に変位させる為のアクチュエータ１９（図２参照）の変位量を制御する為の制御弁装置２０とに、送り込み自在としている。この制御弁装置２０を構成する制御弁２１（図２参照）は、上記アクチュエータ１９への油圧の給排を制御するものである。又、このアクチュエータ１９に設けた１対の油圧室２２ａ、２２ｂ（図２参照）内の油圧を、油圧センサ２３（図２に示す１対の油圧センサ２３ａ、２３ｂ）により検出して、その検出信号を上記制御器１１に入力している。この制御器１１は、上記油圧センサ２３（油圧センサ２３ａ、２３ｂ）からの信号に基づいて、上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルク（通過トルク）を算出する。
【００２１】
又、上記制御弁装置２０は、調整部材であるステッピングモータ２４と、ローディング圧制御用電磁開閉弁２５と、モード切換制御用電磁開閉弁２６（図２に示す低速クラッチ用電磁弁２７、高速クラッチ用電磁弁２８）とにより、その作動状態を切り換えられる。そして、これらステッピングモータ２４と、ローディング圧制御用電磁開閉弁２５と、モード切換制御用電磁開閉弁２６とは、何れも上記制御器１１からの制御信号に基づいて切り換えられる。
【００２２】
又、上記制御器１１には、前記各回転センサ９、１０、１７及び前記油圧センサ２３からの信号の他、油温センサ２９の検出信号と、ポジションスイッチ３０の位置信号と、アクセルセンサ３１の検出信号と、ブレーキスイッチ３２の信号等とを入力している。このうちの油温センサ２９は、無段変速装置を納めたケーシング内の潤滑油（トラクションオイル）の温度を検出するものである。又、上記ポジションスイッチ３０は、後述する図２に記載した手動油圧切換弁３３を切り換える為の、運転席に設けられたシフトレバー（操作レバー）の操作位置（選択位置）を表す信号を発するものである。又、上記アクセルセンサ３１は、アクセルペダルの開度を検出する為のものである。更に、上記ブレーキスイッチ３２は、ブレーキペダルが踏まれた事を検出して、その事を表す信号を発するものである。
【００２３】
又、上記制御器１１は、上記各スイッチ３０、３２及び上記各センサ９、１０、１７、２３、３１からの信号に基づいて、上記ステッピングモータ２４と、上記ローディング圧制御用電磁開閉弁２５と、上記モード切換制御用電磁開閉弁２６とに、上記制御信号を送る他、前記エンジン１を制御する為の制御信号を送る。そして、前記入力軸３と前記出力軸１４との間の変速比を制御したり、或いは、停止時若しくは低速走行時に前記トロイダル型無段変速機４を通過して、前記出力軸１４に加えられるトルク（通過トルク）を制御する。
【００２４】
図２は、上述の様な無段変速装置を制御する油圧回路を示している。この油圧回路では、油溜３４から吸引されてオイルポンプ１８により吐出された圧油を、調圧弁３５ａ、３５ｂで所定圧に調整自在としている。又、これら両調圧弁３５ａ、３５ｂのうち、手動油圧切換弁３３側に送る油圧を調整する為の調圧弁３５ａによる調整圧を、ローディング圧制御用電磁開閉弁２５の開閉に基づいて調節自在としている。そして、上記両調圧弁３５ａ、３５ｂにより圧力を調整された圧油を、制御弁２１を介してアクチュエータ１９に送り込み自在としている。
【００２５】
又、この圧油は、上記手動油圧切換弁３３と、低速クラッチ用電磁弁２７又は高速クラッチ用電磁弁２８とを介して、低速用クラッチ１５又は高速用クラッチ１６の油圧室内に送り込み自在としている。このうちの低速用クラッチ１５は、減速比を大きくする（変速比無限大を含む）低速モードを実現する際に接続されると共に、減速比を小さくする高速モードを実現する際に接続を断たれる。これに対して、上記高速用クラッチ１６は、低速モードを実現する際に接続を断たれると共に高速モードを実現する際に接続される。又、上記低速用クラッチ１５及び上記高速用クラッチ１６への圧油の給排状態は、油圧センサ２３ｃ、２３ｄによりそれぞれ検出して、検出信号を上記制御器１１に入力している。
【００２６】
特に本例の場合は、入力軸３を回転させたまま出力軸１４を停止させられるステッピングモータ２４のステップ位置に関する学習中に、シフトレバーが非走行状態から走行状態に切り換えられる等、学習許可条件を満たさなくなった場合には、運転者が車両を発進させる事を意図していたとしても、学習が完了するまでの間は、車両の発進制御を禁止する。上記制御器１１が備えるこの様な第四の機能（及び第三の機能）に就いて、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００２７】
尚、このフローチャートに示した動作は、イグニッションスイッチがＯＮされてからＯＦＦされるまでの間、自動的に繰り返し（開始→各ステップ→終了→開始→・・・）行う。つまり、学習制御が一度も行われていない場合（イグニッションスイッチをＯＮした直後）は勿論、学習制御の実行中（ステップ位置を調節している状態）、更には学習制御が完了した後（出力軸１４を停止させられるステップ位置を一度学習した後）も、上記フローチャートに示した動作を繰り返し行う。
【００２８】
先ず、上記制御器１１は、ステップ１で、車両の走行速度が０であるか否かを判定する。この判定は、前記出力軸回転センサ１７、或いは、図示しない速度センサからの信号に基づいて行う。そして、車両の走行速度が０でない限り、次のステップ２には進まずに、後述するステップ８に進む。
【００２９】
これに対して、車両の走行速度が０である場合には、続くステップ２に進み、非走行状態が選択されているか否かを判定する。この判定は、前記ポジションスイッチ３０からの信号に基づいて行う。このポジションスイッチ３０からの信号に基づき、運転席に設けられたシフトレバーの操作位置が、Ｐレンジ又はＮレンジである場合には、非走行状態が選択されていると判定し、それ以外の場合には非走行状態が選択されていないと判定する。そして、非走行状態が選択されていない限り、次のステップ３には進まずに、後述するステップ８に進む。
【００３０】
これに対して、非走行状態が選択されている場合には、続くステップ３に進み、アクセルペダルが全閉の状態にあるか否かを判定する。この判定は、前記アクセルセンサ３１からの信号に基づいて行う。このアクセルセンサ３１からの信号に基づき、アクセルペダルの開度が０％である場合には、アクセルペダルが全閉であると判定し、それ以外の場合には全閉でないと判定する。そして、アクセルペダルが全閉でない限り、次のステップ４には進まずに、後述するステップ８に進む。尚、この様にステップ３として、アクセルペダルが全閉であるか否かを判定する理由は、アクセルペダルが踏み込まれている場合（全閉でない場合）には、前記エンジン１の回転数の変動に基づいて、前記入力側ディスク６及び前記出力側ディスク８の回転速度が変動する（安定しにくい）為、適正な学習値を得る事が難しくなる為である。
【００３１】
これに対して、アクセルペダルが全閉である場合には、続くステップ４に進み、上記エンジン１の回転数が所定値（ＥＮＧ ＧＮ）よりも低いか否かを判定する。具体的には、エンジン１の回転数が予め設定された目標アイドル回転数＋４００min-1よりも低いか否かを判定する。この判定は、入力側回転センサ９（エンジン１のクランクシャフトの回転がそのまま入力軸３並びに入力側ディスク６に伝達される場合）、或いは、運転席のタコメータにエンジンの回転速度を表示させる為の信号に基づいて行う。そして、上記エンジン１の回転数が目標アイドル回転数＋４００min-1よりも低くない限り、次のステップ５には進まずに、後述するステップ８に進む。尚、この様にステップ４として、上記エンジン１の回転数が目標アイドル回転数＋４００min-1よりも低いか否かを判定する理由は、アクセルペダルが開放された直後等、アクセルペダルが踏み込まれていない場合（ステップ３の条件を満たす場合）にも、上記エンジン１の回転数が変動（低下）し、これに基づいて上記入力側ディスク６及び上記出力側ディスク８の回転速度が変動する（安定しにくい）場合があり、適正な学習値を得る事が難しくなる為である。又、この様なステップ４及びステップ３に代えて、例えば、エンジンの回転数がアイドリング時に通常生じ得る変動量を超えて変動していない事｛例えばアイドル回転数に関するカタログ値の変動幅（カタログ値が８００〜８５０min-1の場合には、最高回転数と最低回転数との差である５０min-1）を超える、所定周波数（例えば２Ｈｚ）以上の変動でない事｝等を、学習許可条件に加える事もできる。
【００３２】
そして、上述の様な学習許可条件であるステップ１〜４の総ての条件が満たされていると判定された場合には、続くステップ５に進み、学習制御を開始する。即ち、ステッピングモータ２４を駆動する事により、トロイダル型無段変速機４の変速比を、上記出力軸１４の回転速度を０にする変速比（ギヤードニュートラル変速比）±α（閾値）の範囲に調節する。このギヤードニュートラル変速比は、遊星歯車式変速機１２を構成する各歯車の変速比により計算によって求められ、例えば１．３０６前後の値になる。この為、本例の場合には、閾値として±０．０１を設定し、上記トロイダル型無段変速機４の変速比を１．３０６±０．０１の範囲内に調節する。
【００３３】
尚、本例の場合には、上記ステッピングモータ２４の出力ロッドのストローク位置を測定する為の位置センサや、回転角度センサ等は設けていない。この為、本例の場合には、上記ステッピングモータ２４を特定のステップ位置（決まった学習値）に駆動するのではなく、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が１．３０６±０．０１の範囲に入った状態での、上記ステッピングモータ２４のステップ位置を、変速比制御の基準値とする。従って、学習制御が実行されている間は、上記ステッピングモータ２４の現在のステップ位置を表すＲＥＡＬ ＳＭＰを、基準値を表す０に固定し（ＲＥＡＬ ＳＭＰ＝０）、現在のステップ位置（ＲＥＡＬ ＳＭＰ）が変速比無限大の状態を得られる基準値であるとして取り扱う。
【００３４】
上記トロイダル型無段変速機４の変速比を実際に調節する作業は、入力側回転センサ９及び出力側回転センサ１０の検出信号（入力側ディスク６の回転速度ＮID、出力側ディスク８の回転速度ＮOD）を観察しつつ、上記ステッピングモータ２４の出力ロッドを変位させる事で行う。そして、この出力ロッドを変位させるべく、このステッピングモータ２４を駆動した方向と関連させつつ、このステッピングモータ２４のステップ数をカウントする。例えば、このステッピングモータ２４をＬｏｗ側に１ステップ分だけ駆動した場合には、学習中のステッピングモータ２４のステップ位置（ステップ数）を表す値（ＧＮ ＳＭＰ、初期値０）を、１ステップ分だけカウントアップする（ＧＮ ＳＭＰ＝ＧＮ ＳＭＰ＋１）。これに対して、Ｈｉｇｈ側に１ステップ駆動した場合には、学習中のステッピングモータ２４のステップ位置を表す値を、１ステップ分だけカウントダウンする（ＧＮ ＳＭＰ＝ＧＮ ＳＭＰ−１）。
【００３５】
そして、続くステップ６で、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が、１．３０６±０．０１の範囲内に調節されているか否かを判定すると共に、この範囲内に所定時間（例えば３秒間）収まっているか否かを判定する。そして、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が、１．３０６±０．０１の範囲内に調節されており、且つ、この範囲内に所定時間収まっていると判定された場合には、続くステップ７に進む。
【００３６】
このステップ７では、学習制御を完了し、その事を表す学習完了フラグを立てる（Ｆ
ＧＮ ＬＥＡＲＮ＝０→１）。又、上記範囲内に調節した時点での、上記ステッピングモータ２４のステップ位置（ＧＮ ＳＭＰ）を、変速比無限大の状態を得られる基準位置として学習し、前記制御器１１中のメモリに記憶する（ＧＮ ＳＭＰ＝ＲＥＡＬ ＳＭＰ＝０）。そして、終了に進み、再度開始に戻る。
【００３７】
これに対して、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が、１．３０６±０．０１の範囲内に調節されていないか、この範囲内に所定時間収まっていないと判定された場合には、ステップ７には進まずに、学習制御を実行中のまま（学習制御を完了する事なく、学習完了フラグを立てないまま）、終了に進み、開始に戻る。
【００３８】
又、本例の場合、前述した様な学習許可条件であるステップ１〜４が、運転者のシフトレバー操作或いはアクセルペダル操作等に基づいて、何れか１つでも条件を満たさなくなった場合（例えばシフトレバーがＰレンジからＤレンジに切り換えられた場合）には、ステップ８に進み、学習制御が完了しているか否かを判定する。この判定は、学習完了フラグの有無を確認する事により行う。そして、学習完了フラグが立てられていれば（Ｆ ＧＮ ＬＥＡＲＮ＝１）、続くステップ９に進み、運転者の操作に応じた走行制御（変速比制御）を実行する。
【００３９】
これに対して、ステップ８にて、学習完了フラグが立てられていない（Ｆ ＧＮ ＬＥＡＲＮ＝０）と判定された場合には、ステップ１０に進む。このステップ１０では、実行中である学習制御を中止する。即ち、上記トロイダル型無段変速機４の変速比を、１．３０６±０．０１の範囲内に調節する為の、上記ステッピングモータ２４の駆動を中止する。尚、学習制御が開始されていない状態の場合には、直ちに次のステップ１１に進む。
【００４０】
そして、このステップ１１では、上記制御器１１が有する第四の機能に基づいて、バックアップ制御を行い、車両の発進制御を禁止する。具体的には、上記制御器１１から前記低速クラッチ用電磁弁２７及び前記高速クラッチ用電磁弁２８に対して、前記低速用クラッチ１５及び前記高速用クラッチ１６の接続を禁止（接続を断つ）旨の信号を送り、これら低速用、高速用両クラッチ１５、１６の接続を断つ。これにより、学習制御は開始されたが学習制御が完了していない学習中の状態、及び、イグニッションスイッチがＯＮされてから学習制御が一度も開始されていない状態で、車両が走行制御される（変速比制御が実行される）事を禁止する。
【００４１】
又、上述の様にして、ステップ１１で、車両の発進制御が禁止された後は、続くステップ１２で、学習制御が完了していない事を表す学習未完了フラグを立てる（Ｆ ＧＮ ＬＥＡＲＮ＝０とする）。そして、終了に進み、開始に戻る。
【００４２】
以上の様な構成を有し、上述の様に動作する本例の無段変速機によれば、上記トロイダル型無段変速機４の変速比制御の基準となるステッピングモータ２４のステップ位置に関する学習が完了していない場合に、不適正なステップ位置を基準として変速比制御（走行制御）が行われる事を防止でき、変速比制御の信頼性を確保できる。
【００４３】
即ち、本例の場合には、上記ステッピングモータ２４のステップ位置に関する学習が完了していない状態（学習制御は開始されたが学習制御が完了していない学習中の状態、及び、学習制御が一度も開始されていない場合）で、シフトレバーが非走行状態から走行状態に切り換えられる等、学習許可条件（ステップ１〜４の何れかの条件）を満たさなくなった場合には、上記制御器１１からの指令により、前記クラッチ装置１３（低速用クラッチ１５及び高速用クラッチ１６）の接続が断たれ、車両の発進制御が禁止される。この為、前記入力軸１３を回転させたまま前記出力軸１４を停止させるのに不適正な（即ち出力軸１４を停止させられない）ステップ位置を基準として、上記トロイダル型無段変速機４の変速比制御が実行される事を防止できる。そして、上記ステッピングモータ２４のステップ位置に関する学習が完了した後には、上記クラッチ装置１３の接続を許可し、車両の走行制御を可能とする（変速比制御を実行させる）。従って、この様な本例によれば、上記トロイダル型無段変速機４の変速比制御の信頼性を十分に確保できる。この結果、車両の変速フィーリングが損なわれる事を防止できると共に、シフトレバーの選択位置とは逆方向に車両が動き出すといった事態が生じる事も確実に防止できる。
【符号の説明】
【００４４】
１ エンジン
２ ダンパ
３ 入力軸
４ トロイダル型無段変速機
５ 押圧装置
６ 入力側ディスク
７ パワーローラ
８ 出力側ディスク
９ 入力側回転センサ
１０ 出力側回転センサ
１１ 制御器
１２ 遊星歯車式変速機
１３ クラッチ装置
１４ 出力軸
１５ 低速用クラッチ
１６ 高速用クラッチ
１７ 出力軸回転センサ
１８ オイルポンプ
１９ アクチュエータ
２０ 制御弁装置
２１ 制御弁
２２ａ、２２ｂ 油圧室
２３、２３ａ〜２３ｄ 油圧センサ
２４ ステッピングモータ
２５ ローディング圧制御用電磁開閉弁
２６ モード切換制御用電磁開閉弁
２７ 低速用クラッチ用電磁弁
２８ 高速用クラッチ用電磁弁
２９ 油温センサ
３０ ポジションスイッチ
３１ アクセルセンサ
３２ ブレーキスイッチ
３３ 手動油圧切換弁
３４ 油溜
３５ａ、３５ｂ 調整弁
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両（自動車）用自動変速装置、建設機械（建機）用自動変速装置、航空機（固定翼機、回転翼機、飛行船等）等で使用されるジェネレータ（発電機）用の自動変速装置等として利用する、トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の改良に関する。具体的には、トロイダル型無段変速機の変速比制御の基準となる調整部材の位置（例えばステッピングモータのステップ位置）に関する学習が完了するまでの間は、変速比制御が実行される事を防止できる構造を実現するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用自動変速機として使用されるトロイダル型無段変速機が、特許文献１や非特許文献１等の多くの刊行物に記載され、且つ、一部で実施されていて周知である。この様なトロイダル型無段変速機は、互いに対向する軸方向側面をトロイド曲面とした入力側ディスクと出力側ディスクとの間に複数個のパワーローラを挟持して成る。運転時には、この入力側ディスクの回転が、これら各パワーローラを介して上記出力側ディスクに伝達される。これら各パワーローラは、それぞれトラニオン等の支持部材に回転自在に支持されており、これら各支持部材は、それぞれ上記両ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に支持されている。上記両ディスク同士の間の変速比を変える場合は、油圧式のアクチュエータにより上記各支持部材を上記枢軸の軸方向に変位させる。この様なアクチュエータへの圧油の給排は、制御弁により制御すると共に、上記支持部材の動きをこの制御弁にフィードバックする様に構成している。
【０００３】
上記アクチュエータへの圧油の給排に基づき上記各支持部材を上記枢軸の軸方向に変位させると、上記各パワーローラの周面と上記入力側、出力側各ディスクの側面との転がり接触部（トラクション部）に作用する、接線方向の力の向きが変化（転がり接触部にサイドスリップが発生）する。そして、この力の向きの変化に伴って上記各支持部材が上記枢軸を中心に揺動（傾斜）し、上記各パワーローラの周面と上記入力側、出力側各ディスクの側面との接触位置が変化する。これら各パワーローラの周面を、上記入力側ディスクの側面の径方向外寄り部分と、上記出力側ディスクの側面の径方向内寄り部分とに転がり接触させれば、上記両ディスク同士の間の変速比が増速側になる。これに対して、上記各パワーローラの周面を、上記入力側ディスクの側面の径方向内寄り部分と、上記出力側ディスクの側面の径方向外寄り部分とに転がり接触させれば、上記両ディスク同士の間の変速比が減速側になる。
【０００４】
又、上述の様なトロイダル型無段変速機を実際の自動車用自動変速機に組み込む場合、遊星歯車機構等の歯車式の差動ユニットと組み合わせて無段変速装置を構成する事が、従来から提案されている。例えば特許文献２には、入力軸を一方向に回転させたまま、出力軸の回転状態を、停止状態（所謂ギヤードニュートラル状態）を挟んで正転、逆転に切り換えられる無段変速装置が記載されている。この様な無段変速装置の場合、所謂低速モード状態では、無段変速装置全体としての変速比が、無限大に変化する。即ち、トロイダル型無段変速機の変速比を調節する事により、入力軸を一方向に回転させた状態のまま出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで、正転、逆転の変換自在となる。この様な、所謂無限大の変速比を実現できる無段変速装置の場合、トロイダル型無段変速機の変速比に関して、上記出力軸の停止状態を実現できる値（ギヤードニュートラルポイント、ＧＮ値）の近傍では、この変速比が僅かに変化しただけでも、この出力軸に伝わる動力の状態が大きく変化する。この為、トロイダル型無段変速機の変速比制御を高精度で行う必要がある。
【０００５】
例えば車両を停止させた状態で、シフトレバーをＰレンジ（パーキング位置）やＮレンジ（ニュートラル位置）等の非走行状態から、Ｄレンジ（通常前進位置）、Ｌレンジ（高駆動前進位置）やＲレンジ（後退位置）等の走行状態に切り換える場合、素早く前方或いは後方への適切な駆動力を生じさせつつ、ブレーキペダルの操作に基づく制動力により車両の停止状態を維持する必要がある。この為、シフトレバーが非走行状態に選択されている状態で、トロイダル型無段変速機の変速比を、変速比無限大の状態を実現できる値（範囲）に厳密に制御しておく必要がある。仮に、トロイダル型無段変速機の変速比が、変速比無限大の状態を実現できる値から大きく逸脱している場合には、シフトレバーが走行状態に選択された場合に、予想以上の駆動力（クリープ力）が伝達され、車両が動き出したり、運転者の意図とは逆方向の駆動力が伝達される可能性がある。
【０００６】
一方、トロイダル型無段変速機に組み込まれる部品数は多く、しかも、そのうちの多くの部品の寸法精度及び組み付け精度が、トロイダル型無段変速機の変速比に影響を及ぼす。この為、設計計算により求められる変速比無限大の状態を実現できるトロイダル型無段変速機の変速比に、個体差が生じる事が考えられる。又、変速比無限大の状態を実現できるトロイダル型無段変速機の変速比は、長期間に亙る使用による構成部品の経時変化（僅かな塑性変形）等により、その特性が変化する事も考えられる。
【０００７】
この様な事情に鑑みて、例えば特許文献３には、シフトレバーが非走行状態に選択されている事を条件に、入力軸を回転させたまま出力軸を停止させられる、ステッピングモータのステップ位置を学習する（制御器に第三の機能を備えた）発明が記載されている。具体的には、シフトレバーが非走行状態に選択されている事を条件に、トロイダル型無段変速機を構成する入力側ディスクの回転速度と、出力側ディスクの回転速度とを、それぞれ回転センサにより検出する。そして、これら各ディスクの回転速度から求められる実際の変速比（入力側ディスクの回転速度／出力側ディスクの回転速度）と、遊星歯車式変速機の変速比とに基づいて、非走行状態時の出力軸の回転速度を求める。そして、この出力軸の回転速度を０にすべく、ステッピングモータのステップ位置（駆動量）を調整し、トロイダル型無段変速機の変速比を調節する。そして、上記出力軸の回転速度が０になった状態でのステップ位置を学習し、制御器のメモリに記憶する（学習制御を完了する）。そして、調整されたステップ位置（学習値）を基準に、トロイダル型無段変速機の変速比制御を行う。従って、この様な特許文献３に記載された発明によれば、トロイダル型無段変速機の構成部品の個体差や経時変化等に関係なく、変速比制御を高精度に行う事が可能になる。
【０００８】
但し、上述した様な特許文献３に記載された発明を含め、従来から考えられているステップ位置の学習に関する制御方法には、次の面から改良の余地がある。即ち、従来の場合には、ステッピングモータのステップ位置を、出力軸を停止させられる位置に調整している間（学習制御中）に、シフトレバーが走行状態に切り換えられる（学習許可の条件を満たさなくなる）と、学習が完了していなくても、シフトレバーが走行状態に切り換えられた時点でのステップ位置を変速比無限大の状態を実現できる基準として、変速比制御が開始されていた。この為、ステッピングモータのステップ位置が、出力軸を停止させるのに適正な位置から外れた状態で、変速比制御が開始される可能性があり、変速フィーリングが損なわれるばかりか、最悪の場合には、シフトレバーの選択位置と逆方向に車両が動き出す可能性もある為、この様な状況の発生を防止する為に、別途フェールセーフ用の機構が必要であった。この様に、従来の場合には、トロイダル型無段変速機の変速比制御の基準となるステッピングモータのステップ位置に関する学習が完了していない場合の、バックアップ制御が行われておらず、変速比制御の信頼性を十分に確保できているとは言えなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３１７６０１号公報
【特許文献２】特開２００３−３０７２６６号公報
【特許文献３】特開２００４−３０８８５３号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】田中裕久著、「トロイダルＣＶＴ」、株式会社コロナ社、２０００年７月１３日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、トロイダル型無段変速機の変速比制御の基準となる調整部材の位置に関する学習が完了していない状態であるにも拘らず、不適正な位置を基準として変速比制御が行われる事を防止し、変速比制御の信頼性を確保できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の無段変速装置は、入力軸と、出力軸と、トロイダル型無段変速機と、複数の歯車を組み合わせて成る歯車式の差動ユニットと、このトロイダル型無段変速機の変速比を制御する為の制御器とを備える。
上記トロイダル型無段変速機は、入力側ディスクと、出力側ディスクと、複数個のパワーローラと、複数個の支持部材と、アクチュエータと、制御ユニットと、入力側回転センサと、出力側回転センサとを備える。
このうちの入力側ディスクは、上記差動ユニットの第一の入力部と共に上記入力軸により回転駆動される。
又、上記出力側ディスクは、上記入力側ディスクと同心に、且つ、この入力側ディスクに対する相対回転を自在として支持され、上記差動ユニットの第二の入力部に接続されている。
又、上記各パワーローラは、上記両ディスク同士の間に挟持されている。
又、上記各支持部材（例えばトラニオン）は、上記各パワーローラを回転自在に支持している。
又、上記アクチュエータは、例えば油圧式のもので、圧油の給排状態に基づいて、上記各支持部材を変位させ、上記入力側ディスクと上記出力側ディスクとの間の変速比を変えるものである。
又、上記制御ユニットは、上記変速比を所望値にする為に、上記アクチュエータの変位方向及び変位量を制御するものであり、後述する調整部材の他、例えばローディング圧制御用の電磁弁、モード切換制御用の電磁弁、及び、これらにより作動状態を切り換えられる制御弁装置等から構成される。
又、上記入力側回転センサは、上記入力側ディスクの回転速度を検出する為のものであり、上記出力側回転センサは、上記出力側ディスクの回転速度を検出する為のものである。
又、上記差動ユニットは、上記第一、第二の入力部同士の間の速度差に応じた回転を取り出して上記出力軸に伝達するもので、例えば遊星歯車式変速機が相当する。
又、上記制御器は、次の第一〜第三の機能を有する。
第一の機能は、上記トロイダル型無段変速機の変速比を調節して上記差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事により、上記入力軸を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで、正転及び逆転に変換する機能である。
第二の機能は、上記入力側回転センサにより求められる上記入力側ディスクの回転速度及び上記出力側回転センサにより求められる上記出力側ディスクの回転速度と、上記差動ユニットの変速比とに基づいて、上記出力軸の回転速度を算出する機能である。
第三の機能は、所定の学習許可条件が満たされている事を条件に、上記第二の機能に基づいて算出される上記出力軸の回転速度が０（ゼロ）となる状態に、上記トロイダル型無段変速機の変速比を調節し、この状態での上記制御ユニットを構成する調整部材の位置（例えばステッピングモータのステップ位置）を、上記入力軸を回転させたまま上記出力軸を停止させられる位置として学習し記憶する、学習制御を行う機能である。
【００１３】
特に、本発明の無段変速装置の場合には、上記制御器が、上述した第一〜第三の機能に加え、次の第四の機能を有する。
即ち、第四の機能として、上記第三の機能に基づく学習制御が完了するまでの間は、上記入力軸の回転が上記出力軸の回転に伝達される事を禁止する機能を有する。
より具体的には、上記第三の機能に基づいて学習制御が実行されている（入力軸を回転させたまま出力軸を停止させられる位置に調整部材の位置を調整している）間に、上記学習許可条件を満たさなくなった場合、及び、この学習許可条件が満たされず、学習制御自体が開始されていない場合には、この学習制御が完了するまでの間は、上記入力軸の回転が上記出力軸の回転に伝達される事を禁止する機能を有する。
【００１４】
上述した本発明を実施する場合に、例えば請求項２に記載した発明の様に、上記トロイダル型無段変速機と前記差動ユニットとを、クラッチ装置を介して組み合わせる。そして、上記第四の機能を、このクラッチ装置の接続を断つ事により実現する。
【発明の効果】
【００１５】
上述の様に構成する本発明によれば、トロイダル型無段変速機の変速比制御の基準となる調整部材の位置に関する学習が完了していないにも拘らず、不適正な位置を基準として変速比制御が行われる事を防止でき、変速比制御の信頼性を確保できる。
即ち、本発明の場合には、調整部材の位置に関する学習が完了していない状態で、シフトレバーが非走行状態から走行状態に切り換えられる等、学習許可条件を満たさなくなった場合には、制御器の有する第四の機能に基づき、例えばクラッチ装置の接続を断つ等により、入力軸の回転が出力軸の回転に伝達される事を禁止（車両用の無段変速装置の場合には発進制御を禁止）し、変速比制御が実行される事を防止する。この為、上記入力軸を回転させたまま上記出力軸を停止させるのに不適正な（出力軸を停止させられない）調整部材の位置を基準として、変速比制御が行われる事を防止できる。そして、調整部材の位置に関する学習が完了した後には、入力軸の回転を出力軸の回転に伝達する事を許可し、変速比制御を実行させる。従って、この様な本発明によれば、トロイダル型無段変速機の変速比制御の信頼性（正確性）を十分に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、無段変速装置のブロック図。
【図２】同じく無段変速装置に組み込むトロイダル型無段変速機の変速比を調節する為の機構を示す油圧回路図。
【図３】同じく本例の特徴となる動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１〜３は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例の特徴は、制御器１１に第四の機能を備える事により、入力軸３を回転させたまま出力軸１４を停止させられるステッピングモータ２４のステップ位置に関する学習中に、シフトレバーが非走行状態から走行状態に切り換えられる等、運転者が車両を発進させる事を意図していた場合にも、学習が完了するまでの間は、車両の発進制御を禁止する点にある。上記制御器１１が備える残りの第一〜第三の機能に就いては、前述した特許文献３等に詳しく記載されており、従来から知られているものであるから、ここでは説明を簡略若しくは省略し、以下、本例の無段変速装置の全体構成及び特徴部分に就いて説明する。
【００１８】
先ず、図１のブロック図により、本例の無段変速装置に就いて説明する。この図１中、太矢印は動力の伝達経路を、実線は油圧回路を、破線は電気回路を、それぞれ示している。エンジン１の出力は、ダンパ２を介して、入力軸３に入力される。この入力軸３に伝達された動力は、トロイダル型無段変速機４を構成する油圧式の押圧装置５から入力側ディスク６に伝達され、更にパワーローラ７を介して出力側ディスク８に伝達される。これら両ディスク６、８のうち、入力側ディスク６の回転速度は入力側回転センサ９により、出力側ディスク８の回転速度は出力側回転センサ１０により、それぞれ測定して、制御器１１に入力し、上記両ディスク６、８間の（トロイダル型無段変速機４の）変速比を算出する。
【００１９】
又、上記入力軸３に伝達された動力は、直接又は上記トロイダル型無段変速機４を介して、差動ユニットである遊星歯車式変速機１２に伝達される。そして、この遊星歯車式変速機１２の構成部材の差動成分が、クラッチ装置１３を介して出力軸１４に取り出される。尚、このクラッチ装置１３は、後述する図２に示した低速用クラッチ１５及び高速用クラッチ１６を表すものである。又、本例の場合には、出力軸回転センサ１７により、上記出力軸１４の回転速度を検出して、上記入力側回転センサ９及び上記出力側回転センサ１０の故障の有無を判定する為のフェールセーフを可能としている。
【００２０】
一方、上記ダンパ２部分から取り出した動力によりオイルポンプ１８を駆動し、このオイルポンプ１８から吐出した圧油を、上記押圧装置５と、上記パワーローラ７を支持した支持部材であるトラニオンを枢軸（図示省略）の軸方向に変位させる為のアクチュエータ１９（図２参照）の変位量を制御する為の制御弁装置２０とに、送り込み自在としている。この制御弁装置２０を構成する制御弁２１（図２参照）は、上記アクチュエータ１９への油圧の給排を制御するものである。又、このアクチュエータ１９に設けた１対の油圧室２２ａ、２２ｂ（図２参照）内の油圧を、油圧センサ２３（図２に示す１対の油圧センサ２３ａ、２３ｂ）により検出して、その検出信号を上記制御器１１に入力している。この制御器１１は、上記油圧センサ２３（油圧センサ２３ａ、２３ｂ）からの信号に基づいて、上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルク（通過トルク）を算出する。
【００２１】
又、上記制御弁装置２０は、調整部材であるステッピングモータ２４と、ローディング圧制御用電磁開閉弁２５と、モード切換制御用電磁開閉弁２６（図２に示す低速クラッチ用電磁弁２７、高速クラッチ用電磁弁２８）とにより、その作動状態を切り換えられる。そして、これらステッピングモータ２４と、ローディング圧制御用電磁開閉弁２５と、モード切換制御用電磁開閉弁２６とは、何れも上記制御器１１からの制御信号に基づいて切り換えられる。
【００２２】
又、上記制御器１１には、前記各回転センサ９、１０、１７及び前記油圧センサ２３からの信号の他、油温センサ２９の検出信号と、ポジションスイッチ３０の位置信号と、アクセルセンサ３１の検出信号と、ブレーキスイッチ３２の信号等とを入力している。このうちの油温センサ２９は、無段変速装置を納めたケーシング内の潤滑油（トラクションオイル）の温度を検出するものである。又、上記ポジションスイッチ３０は、後述する図２に記載した手動油圧切換弁３３を切り換える為の、運転席に設けられたシフトレバー（操作レバー）の操作位置（選択位置）を表す信号を発するものである。又、上記アクセルセンサ３１は、アクセルペダルの開度を検出する為のものである。更に、上記ブレーキスイッチ３２は、ブレーキペダルが踏まれた事を検出して、その事を表す信号を発するものである。
【００２３】
又、上記制御器１１は、上記各スイッチ３０、３２及び上記各センサ９、１０、１７、２３、３１からの信号に基づいて、上記ステッピングモータ２４と、上記ローディング圧制御用電磁開閉弁２５と、上記モード切換制御用電磁開閉弁２６とに、上記制御信号を送る他、前記エンジン１を制御する為の制御信号を送る。そして、前記入力軸３と前記出力軸１４との間の変速比を制御したり、或いは、停止時若しくは低速走行時に前記トロイダル型無段変速機４を通過して、前記出力軸１４に加えられるトルク（通過トルク）を制御する。
【００２４】
図２は、上述の様な無段変速装置を制御する油圧回路を示している。この油圧回路では、油溜３４から吸引されてオイルポンプ１８により吐出された圧油を、調圧弁３５ａ、３５ｂで所定圧に調整自在としている。又、これら両調圧弁３５ａ、３５ｂのうち、手動油圧切換弁３３側に送る油圧を調整する為の調圧弁３５ａによる調整圧を、ローディング圧制御用電磁開閉弁２５の開閉に基づいて調節自在としている。そして、上記両調圧弁３５ａ、３５ｂにより圧力を調整された圧油を、制御弁２１を介してアクチュエータ１９に送り込み自在としている。
【００２５】
又、この圧油は、上記手動油圧切換弁３３と、低速クラッチ用電磁弁２７又は高速クラッチ用電磁弁２８とを介して、低速用クラッチ１５又は高速用クラッチ１６の油圧室内に送り込み自在としている。このうちの低速用クラッチ１５は、減速比を大きくする（変速比無限大を含む）低速モードを実現する際に接続されると共に、減速比を小さくする高速モードを実現する際に接続を断たれる。これに対して、上記高速用クラッチ１６は、低速モードを実現する際に接続を断たれると共に高速モードを実現する際に接続される。又、上記低速用クラッチ１５及び上記高速用クラッチ１６への圧油の給排状態は、油圧センサ２３ｃ、２３ｄによりそれぞれ検出して、検出信号を上記制御器１１に入力している。
【００２６】
特に本例の場合は、入力軸３を回転させたまま出力軸１４を停止させられるステッピングモータ２４のステップ位置に関する学習中に、シフトレバーが非走行状態から走行状態に切り換えられる等、学習許可条件を満たさなくなった場合には、運転者が車両を発進させる事を意図していたとしても、学習が完了するまでの間は、車両の発進制御を禁止する。上記制御器１１が備えるこの様な第四の機能（及び第三の機能）に就いて、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００２７】
尚、このフローチャートに示した動作は、イグニッションスイッチがＯＮされてからＯＦＦされるまでの間、自動的に繰り返し（開始→各ステップ→終了→開始→・・・）行う。つまり、学習制御が一度も行われていない場合（イグニッションスイッチをＯＮした直後）は勿論、学習制御の実行中（ステップ位置を調節している状態）、更には学習制御が完了した後（出力軸１４を停止させられるステップ位置を一度学習した後）も、上記フローチャートに示した動作を繰り返し行う。
【００２８】
先ず、上記制御器１１は、ステップ１で、車両の走行速度が０であるか否かを判定する。この判定は、前記出力軸回転センサ１７、或いは、図示しない速度センサからの信号に基づいて行う。そして、車両の走行速度が０でない限り、次のステップ２には進まずに、後述するステップ８に進む。
【００２９】
これに対して、車両の走行速度が０である場合には、続くステップ２に進み、非走行状態が選択されているか否かを判定する。この判定は、前記ポジションスイッチ３０からの信号に基づいて行う。このポジションスイッチ３０からの信号に基づき、運転席に設けられたシフトレバーの操作位置が、Ｐレンジ又はＮレンジである場合には、非走行状態が選択されていると判定し、それ以外の場合には非走行状態が選択されていないと判定する。そして、非走行状態が選択されていない限り、次のステップ３には進まずに、後述するステップ８に進む。
【００３０】
これに対して、非走行状態が選択されている場合には、続くステップ３に進み、アクセルペダルが全閉の状態にあるか否かを判定する。この判定は、前記アクセルセンサ３１からの信号に基づいて行う。このアクセルセンサ３１からの信号に基づき、アクセルペダルの開度が０％である場合には、アクセルペダルが全閉であると判定し、それ以外の場合には全閉でないと判定する。そして、アクセルペダルが全閉でない限り、次のステップ４には進まずに、後述するステップ８に進む。尚、この様にステップ３として、アクセルペダルが全閉であるか否かを判定する理由は、アクセルペダルが踏み込まれている場合（全閉でない場合）には、前記エンジン１の回転数の変動に基づいて、前記入力側ディスク６及び前記出力側ディスク８の回転速度が変動する（安定しにくい）為、適正な学習値を得る事が難しくなる為である。
【００３１】
これに対して、アクセルペダルが全閉である場合には、続くステップ４に進み、上記エンジン１の回転数が所定値（ＥＮＧ ＧＮ）よりも低いか否かを判定する。具体的には、エンジン１の回転数が予め設定された目標アイドル回転数＋４００min-1よりも低いか否かを判定する。この判定は、入力側回転センサ９（エンジン１のクランクシャフトの回転がそのまま入力軸３並びに入力側ディスク６に伝達される場合）、或いは、運転席のタコメータにエンジンの回転速度を表示させる為の信号に基づいて行う。そして、上記エンジン１の回転数が目標アイドル回転数＋４００min-1よりも低くない限り、次のステップ５には進まずに、後述するステップ８に進む。尚、この様にステップ４として、上記エンジン１の回転数が目標アイドル回転数＋４００min-1よりも低いか否かを判定する理由は、アクセルペダルが開放された直後等、アクセルペダルが踏み込まれていない場合（ステップ３の条件を満たす場合）にも、上記エンジン１の回転数が変動（低下）し、これに基づいて上記入力側ディスク６及び上記出力側ディスク８の回転速度が変動する（安定しにくい）場合があり、適正な学習値を得る事が難しくなる為である。又、この様なステップ４及びステップ３に代えて、例えば、エンジンの回転数がアイドリング時に通常生じ得る変動量を超えて変動していない事｛例えばアイドル回転数に関するカタログ値の変動幅（カタログ値が８００〜８５０min-1の場合には、最高回転数と最低回転数との差である５０min-1）を超える、所定周波数（例えば２Ｈｚ）以上の変動でない事｝等を、学習許可条件に加える事もできる。
【００３２】
そして、上述の様な学習許可条件であるステップ１〜４の総ての条件が満たされていると判定された場合には、続くステップ５に進み、学習制御を開始する。即ち、ステッピングモータ２４を駆動する事により、トロイダル型無段変速機４の変速比を、上記出力軸１４の回転速度を０にする変速比（ギヤードニュートラル変速比）±α（閾値）の範囲に調節する。このギヤードニュートラル変速比は、遊星歯車式変速機１２を構成する各歯車の変速比により計算によって求められ、例えば１．３０６前後の値になる。この為、本例の場合には、閾値として±０．０１を設定し、上記トロイダル型無段変速機４の変速比を１．３０６±０．０１の範囲内に調節する。
【００３３】
尚、本例の場合には、上記ステッピングモータ２４の出力ロッドのストローク位置を測定する為の位置センサや、回転角度センサ等は設けていない。この為、本例の場合には、上記ステッピングモータ２４を特定のステップ位置（決まった学習値）に駆動するのではなく、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が１．３０６±０．０１の範囲に入った状態での、上記ステッピングモータ２４のステップ位置を、変速比制御の基準値とする。従って、学習制御が実行されている間は、上記ステッピングモータ２４の現在のステップ位置を表すＲＥＡＬ ＳＭＰを、基準値を表す０に固定し（ＲＥＡＬ ＳＭＰ＝０）、現在のステップ位置（ＲＥＡＬ ＳＭＰ）が変速比無限大の状態を得られる基準値であるとして取り扱う。
【００３４】
上記トロイダル型無段変速機４の変速比を実際に調節する作業は、入力側回転センサ９及び出力側回転センサ１０の検出信号（入力側ディスク６の回転速度ＮID、出力側ディスク８の回転速度ＮOD）を観察しつつ、上記ステッピングモータ２４の出力ロッドを変位させる事で行う。そして、この出力ロッドを変位させるべく、このステッピングモータ２４を駆動した方向と関連させつつ、このステッピングモータ２４のステップ数をカウントする。例えば、このステッピングモータ２４をＬｏｗ側に１ステップ分だけ駆動した場合には、学習中のステッピングモータ２４のステップ位置（ステップ数）を表す値（ＧＮ ＳＭＰ、初期値０）を、１ステップ分だけカウントアップする（ＧＮ ＳＭＰ＝ＧＮ ＳＭＰ＋１）。これに対して、Ｈｉｇｈ側に１ステップ駆動した場合には、学習中のステッピングモータ２４のステップ位置を表す値を、１ステップ分だけカウントダウンする（ＧＮ ＳＭＰ＝ＧＮ ＳＭＰ−１）。
【００３５】
そして、続くステップ６で、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が、１．３０６±０．０１の範囲内に調節されているか否かを判定すると共に、この範囲内に所定時間（例えば３秒間）収まっているか否かを判定する。そして、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が、１．３０６±０．０１の範囲内に調節されており、且つ、この範囲内に所定時間収まっていると判定された場合には、続くステップ７に進む。
【００３６】
このステップ７では、学習制御を完了し、その事を表す学習完了フラグを立てる（Ｆ
ＧＮ ＬＥＡＲＮ＝０→１）。又、上記範囲内に調節した時点での、上記ステッピングモータ２４のステップ位置（ＧＮ ＳＭＰ）を、変速比無限大の状態を得られる基準位置として学習し、前記制御器１１中のメモリに記憶する（ＧＮ ＳＭＰ＝ＲＥＡＬ ＳＭＰ＝０）。そして、終了に進み、再度開始に戻る。
【００３７】
これに対して、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が、１．３０６±０．０１の範囲内に調節されていないか、この範囲内に所定時間収まっていないと判定された場合には、ステップ７には進まずに、学習制御を実行中のまま（学習制御を完了する事なく、学習完了フラグを立てないまま）、終了に進み、開始に戻る。
【００３８】
又、本例の場合、前述した様な学習許可条件であるステップ１〜４が、運転者のシフトレバー操作或いはアクセルペダル操作等に基づいて、何れか１つでも条件を満たさなくなった場合（例えばシフトレバーがＰレンジからＤレンジに切り換えられた場合）には、ステップ８に進み、学習制御が完了しているか否かを判定する。この判定は、学習完了フラグの有無を確認する事により行う。そして、学習完了フラグが立てられていれば（Ｆ ＧＮ ＬＥＡＲＮ＝１）、続くステップ９に進み、運転者の操作に応じた走行制御（変速比制御）を実行する。
【００３９】
これに対して、ステップ８にて、学習完了フラグが立てられていない（Ｆ ＧＮ ＬＥＡＲＮ＝０）と判定された場合には、ステップ１０に進む。このステップ１０では、実行中である学習制御を中止する。即ち、上記トロイダル型無段変速機４の変速比を、１．３０６±０．０１の範囲内に調節する為の、上記ステッピングモータ２４の駆動を中止する。尚、学習制御が開始されていない状態の場合には、直ちに次のステップ１１に進む。
【００４０】
そして、このステップ１１では、上記制御器１１が有する第四の機能に基づいて、バックアップ制御を行い、車両の発進制御を禁止する。具体的には、上記制御器１１から前記低速クラッチ用電磁弁２７及び前記高速クラッチ用電磁弁２８に対して、前記低速用クラッチ１５及び前記高速用クラッチ１６の接続を禁止（接続を断つ）旨の信号を送り、これら低速用、高速用両クラッチ１５、１６の接続を断つ。これにより、学習制御は開始されたが学習制御が完了していない学習中の状態、及び、イグニッションスイッチがＯＮされてから学習制御が一度も開始されていない状態で、車両が走行制御される（変速比制御が実行される）事を禁止する。
【００４１】
又、上述の様にして、ステップ１１で、車両の発進制御が禁止された後は、続くステップ１２で、学習制御が完了していない事を表す学習未完了フラグを立てる（Ｆ ＧＮ ＬＥＡＲＮ＝０とする）。そして、終了に進み、開始に戻る。
【００４２】
以上の様な構成を有し、上述の様に動作する本例の無段変速機によれば、上記トロイダル型無段変速機４の変速比制御の基準となるステッピングモータ２４のステップ位置に関する学習が完了していない場合に、不適正なステップ位置を基準として変速比制御（走行制御）が行われる事を防止でき、変速比制御の信頼性を確保できる。
【００４３】
即ち、本例の場合には、上記ステッピングモータ２４のステップ位置に関する学習が完了していない状態（学習制御は開始されたが学習制御が完了していない学習中の状態、及び、学習制御が一度も開始されていない場合）で、シフトレバーが非走行状態から走行状態に切り換えられる等、学習許可条件（ステップ１〜４の何れかの条件）を満たさなくなった場合には、上記制御器１１からの指令により、前記クラッチ装置１３（低速用クラッチ１５及び高速用クラッチ１６）の接続が断たれ、車両の発進制御が禁止される。この為、前記入力軸１３を回転させたまま前記出力軸１４を停止させるのに不適正な（即ち出力軸１４を停止させられない）ステップ位置を基準として、上記トロイダル型無段変速機４の変速比制御が実行される事を防止できる。そして、上記ステッピングモータ２４のステップ位置に関する学習が完了した後には、上記クラッチ装置１３の接続を許可し、車両の走行制御を可能とする（変速比制御を実行させる）。従って、この様な本例によれば、上記トロイダル型無段変速機４の変速比制御の信頼性を十分に確保できる。この結果、車両の変速フィーリングが損なわれる事を防止できると共に、シフトレバーの選択位置とは逆方向に車両が動き出すといった事態が生じる事も確実に防止できる。
【符号の説明】
【００４４】
１ エンジン
２ ダンパ
３ 入力軸
４ トロイダル型無段変速機
５ 押圧装置
６ 入力側ディスク
７ パワーローラ
８ 出力側ディスク
９ 入力側回転センサ
１０ 出力側回転センサ
１１ 制御器
１２ 遊星歯車式変速機
１３ クラッチ装置
１４ 出力軸
１５ 低速用クラッチ
１６ 高速用クラッチ
１７ 出力軸回転センサ
１８ オイルポンプ
１９ アクチュエータ
２０ 制御弁装置
２１ 制御弁
２２ａ、２２ｂ 油圧室
２３、２３ａ〜２３ｄ 油圧センサ
２４ ステッピングモータ
２５ ローディング圧制御用電磁開閉弁
２６ モード切換制御用電磁開閉弁
２７ 低速用クラッチ用電磁弁
２８ 高速用クラッチ用電磁弁
２９ 油温センサ
３０ ポジションスイッチ
３１ アクセルセンサ
３２ ブレーキスイッチ
３３ 手動油圧切換弁
３４ 油溜
３５ａ、３５ｂ 調整弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、出力軸と、トロイダル型無段変速機と、複数の歯車を組み合わせて成る歯車式の差動ユニットと、このトロイダル型無段変速機の変速比の変更を制御する為の制御器とを備え、
このトロイダル型無段変速機は、上記差動ユニットの第一の入力部と共に上記入力軸により回転駆動される入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に、且つ、この入力側ディスクに対する相対回転を自在として支持され、上記差動ユニットの第二の入力部に接続された出力側ディスクと、これら両ディスク同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラを回転自在に支持した複数個の支持部材と、これら各支持部材を変位させて上記入力側ディスクと上記出力側ディスクとの間の変速比を変えるアクチュエータと、この変速比を所望値にする為にこのアクチュエータの変位方向及び変位量を制御する為の制御ユニットと、上記入力側ディスクの回転速度を検出する為の入力側回転センサと、上記出力側ディスクの回転速度を検出する為の出力側回転センサとを備えたものであり、
上記差動ユニットは、上記第一、第二の入力部同士の間の速度差に応じた回転を取り出して上記出力軸に伝達するものであり、
上記制御器は、
上記トロイダル型無段変速機の変速比を調節して上記差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事により、上記入力軸を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換する第一の機能と、
上記入力側回転センサにより求められる上記入力側ディスクの回転速度及び上記出力側回転センサにより求められる上記出力側ディスクの回転速度と、上記差動ユニットの変速比とに基づいて、上記出力軸の回転速度を算出する第二の機能と、
所定の学習許可条件が満たされている事を条件に、上記第二の機能に基づいて算出される上記出力軸の回転速度が０となる状態に、上記トロイダル型無段変速機の変速比を調節し、この状態での上記制御ユニットを構成する調整部材の位置を、上記入力軸を回転させたまま上記出力軸を停止させられる位置として学習し記憶する、学習制御を行う第三の機能とを有するものである
無段変速装置に於いて、
上記制御器は、上記第三の機能に基づく学習制御が完了するまでの間は、上記入力軸の回転が上記出力軸の回転に伝達される事を禁止する第四の機能を有する
事を特徴とする無段変速装置。
【請求項２】
トロイダル型無段変速機と差動ユニットとが、クラッチ装置を介して組み合わされており、第四の機能がこのクラッチ装置の接続を断つ事により実現される、請求項１に記載した無段変速装置。
【請求項１】
入力軸と、出力軸と、トロイダル型無段変速機と、複数の歯車を組み合わせて成る歯車式の差動ユニットと、このトロイダル型無段変速機の変速比の変更を制御する為の制御器とを備え、
このトロイダル型無段変速機は、上記差動ユニットの第一の入力部と共に上記入力軸により回転駆動される入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に、且つ、この入力側ディスクに対する相対回転を自在として支持され、上記差動ユニットの第二の入力部に接続された出力側ディスクと、これら両ディスク同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラを回転自在に支持した複数個の支持部材と、これら各支持部材を変位させて上記入力側ディスクと上記出力側ディスクとの間の変速比を変えるアクチュエータと、この変速比を所望値にする為にこのアクチュエータの変位方向及び変位量を制御する為の制御ユニットと、上記入力側ディスクの回転速度を検出する為の入力側回転センサと、上記出力側ディスクの回転速度を検出する為の出力側回転センサとを備えたものであり、
上記差動ユニットは、上記第一、第二の入力部同士の間の速度差に応じた回転を取り出して上記出力軸に伝達するものであり、
上記制御器は、
上記トロイダル型無段変速機の変速比を調節して上記差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事により、上記入力軸を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換する第一の機能と、
上記入力側回転センサにより求められる上記入力側ディスクの回転速度及び上記出力側回転センサにより求められる上記出力側ディスクの回転速度と、上記差動ユニットの変速比とに基づいて、上記出力軸の回転速度を算出する第二の機能と、
所定の学習許可条件が満たされている事を条件に、上記第二の機能に基づいて算出される上記出力軸の回転速度が０となる状態に、上記トロイダル型無段変速機の変速比を調節し、この状態での上記制御ユニットを構成する調整部材の位置を、上記入力軸を回転させたまま上記出力軸を停止させられる位置として学習し記憶する、学習制御を行う第三の機能とを有するものである
無段変速装置に於いて、
上記制御器は、上記第三の機能に基づく学習制御が完了するまでの間は、上記入力軸の回転が上記出力軸の回転に伝達される事を禁止する第四の機能を有する
事を特徴とする無段変速装置。
【請求項２】
トロイダル型無段変速機と差動ユニットとが、クラッチ装置を介して組み合わされており、第四の機能がこのクラッチ装置の接続を断つ事により実現される、請求項１に記載した無段変速装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１２７４４０（Ｐ２０１２−１２７４４０Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８０４０５（Ｐ２０１０−２８０４０５）
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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