(57)【要約】【課題】電動モータを用いて可動シーブを軸方向移動させる無段変速機において、プーリ回転のフリクションを軽減する。【解決手段】プライマリとセカンダリプーリとベルトと変速比調整用の機械式プーリ移動機構３０とを備え、プーリ移動機構３０は、第１，第２カム４２，４４を有し、第１カム４２は可動シーブ１２と直結され、第２カム４４の第１カムとの回転位相を変更されると可動シーブを軸方向に移動するトルクカム機構４０と、回転位相を変更又は一定とする変速モータ７０と、３つの回転要素の一つが第１カムに動力伝達機構６０を介して連結され、残りの１つが第２カムに連結され、残りが変速モータに連結された第１遊星歯車機構５０とを備え、動力伝達機構は、変速モータの回転停止で第１，第２カムの相対回転位相を一定とする変速比固定時に両カムが同方向に等速回転するように速度伝達比が設定され、変速モータは回転停止時には電力供給が停止される。【選択図】図２
2018096383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プライマリプーリ及びセカンダリプーリと、上記両プーリに架け渡されたベルトと、上記両プーリの少なくとも一方のプーリの可動シーブを軸方向に移動して変速比を調整する機械式プーリ移動機構と、を備えた無段変速機において、
前記機械式プーリ移動機構は、
互いのカム面を摺接させて前記可動シーブと同軸上に直列に配置された第１，第２のカム部材を有し、前記第１のカム部材は前記可動シーブと直結され、前記第２のカム部材の前記第１のカム部材に対する相対回転位相を変更されると全長が変更されて前記可動シーブを軸方向に移動するトルクカム機構と、
前記第２のカム部材の前記相対回転位相を変更又は一定とする電動の変速モータと、
サンギヤ，キャリア，リングギヤの３つの回転要素を有し、これらの何れか１つの回転要素が前記第１のカム部材に動力伝達機構を介して連結され、残りのうちの何れか１つの回転要素が前記第２のカム部材に連結され、残りの回転要素が前記アクチュエータに連結された、第１遊星歯車機構と、を備え、
前記動力伝達機構は、前記変速モータが回転停止になることにより前記第１，第２のカム部材の相対回転位相を一定とする変速比固定時に、前記第１，第２のカム部材が同方向に等速回転するように速度伝達比が設定され、
前記変速モータは、前記回転停止時に電力供給が停止される
ことを特徴とする、無段変速機。
【請求項２】
前記回転停止時における前記変速モータへの電力供給の停止は、前記変速モータを回転停止させておくのに必要な回転停止保持トルクが、前記変速モータのコギングトルクに基づき設定された所定値以下の運転状況のときに行う
ことを特徴とする、請求項１記載の無段変速機。
【請求項３】
前記運転状況は、前記プライマリプーリに入力される駆動源の駆動トルク及び無段変速機の変速比に基づいて判断する
ことを特徴とする、請求項２記載の無段変速機。
【請求項４】
前記駆動源と前記プライマリプーリとの間にクラッチが設けられ、
前記クラッチが完全係合していないときは、前記回転停止時における前記変速モータへの電力供給の停止は行わず、前記電動モータを前記回転停止保持トルクに応じたトルクが発生するように駆動する
ことを特徴とする、請求項２又は３記載の無段変速機。
【請求項５】
シフトレンジが走行レンジでの車両の停車時にブレーキのオフが検知された発進直前状態では、前記回転停止時における前記変速モータへの電力供給の停止は行わず、前記電動モータを前記回転停止保持トルクに応じたトルクが発生するように駆動する
ことを特徴とする、請求項２〜４の何れか１項に記載の無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクカム機構を用いた機械的なアクチュエータによって可動シーブを軸方向移動させる無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式無段変速機において、プライマリプーリ又はセカンダリプーリの可動シーブをアクチュエータにより軸方向移動してプーリの溝幅を変更する技術が開発されている。
例えば特許文献１には、回転位相を変更するとカム機構により軸方向にスライドして可動シーブを軸方向移動させるスライドカムと、このスライドカムの回転位相を変更するモータ等の機械的なアクチュエータとを備えた無段変速機が開示されている。
【０００３】
可動シーブをアクチュエータにより軸方向移動させる場合、上記スライドカムのようにアクチュエータで駆動されて可動シーブを軸方向に移動させる駆動部材は、回転位相を変更される際を除いて基本的に非回転であるのに対して、可動シーブは高速回転するので、駆動部材と可動シーブとの間には、相対回転を許容し軸方向力を伝達するスラストベアリングが介装されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スライドカム等の駆動部材と可動シーブとの間のスラストベアリングは、ベルト張力による軸方向荷重を常に受けながら両者の差回転に応じて回転する。このため、スラストベアリングは、プーリ回転のフリクションとなって、無段変速機の動力伝達ロスの増大を招く。特に、無段変速装置による伝達トルクが大きい場合、ベルト張力による軸方向荷重も大きくなり、スラストベアリングによるプーリ回転のフリクションも大きくなるため、動力伝達ロスの増大がより顕著になる。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、機械的なアクチュエータを用いて可動シーブを軸方向移動させる無段変速機において、プーリ回転のフリクションを軽減できるようにして、動力伝達ロスの発生を抑制することができるようにした無段変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記の目的を達成するために、本発明の無段変速機は、プライマリプーリ及びセカンダリプーリと、上記両プーリに架け渡されたベルトと、上記両プーリの少なくとも一方のプーリの可動シーブを軸方向に移動して変速比を調整する機械式プーリ移動機構と、を備えた無段変速機において、前記機械式プーリ移動機構は、互いのカム面を摺接させて前記可動シーブと同軸上に直列に配置された第１，第２のカム部材を有し、前記第１のカム部材は前記可動シーブと直結され、前記第２のカム部材の前記第１のカム部材に対する相対回転位相を変更されると全長が変更されて前記可動シーブを軸方向に移動するトルクカム機構と、前記第２のカム部材の前記相対回転位相を変更又は一定とする電動の変速モータと、サンギヤ，キャリア，リングギヤの３つの回転要素を有し、これらの何れか１つの回転要素が前記第１のカム部材に動力伝達機構を介して連結され、残りのうちの何れか１つの回転要素が前記第２のカム部材に連結され、残りの回転要素が前記アクチュエータに連結された、第１遊星歯車機構と、を備え、前記動力伝達機構は、前記変速モータが回転停止になることにより前記第１，第２のカム部材の相対回転位相を一定とする変速比固定時に、前記第１，第２のカム部材が同方向に等速回転するように速度伝達比が設定され、前記変速モータは、前記回転停止時に電力供給が停止されることを特徴としている。
【０００８】
（２）前記回転停止時における前記変速モータへの電力供給の停止は、前記変速モータを回転停止させておくのに必要な回転停止保持トルクが、前記変速モータのコギングトルクに基づき設定された所定値以下の運転状況のときに行うことが好ましい。
【０００９】
（３）前記運転状況は、前記プライマリプーリに入力される駆動源の駆動トルク及び無段変速機の変速比に基づいて判断することが好ましい。
【００１０】
（４）前記駆動源と前記プライマリプーリとの間にクラッチが設けられ、前記クラッチが完全係合していないときは、前記回転停止時における前記変速モータへの電力供給の停止は行わず、前記電動モータを前記回転停止保持トルクに応じたトルクが発生するように駆動することが好ましい。
【００１１】
（５）シフトレンジが走行レンジでの車両の停車時にブレーキのオフが検知された発進直前状態では、前記回転停止時における前記変速モータへの電力供給の停止は行わず、前記電動モータを前記回転停止保持トルクに応じたトルクが発生するように駆動することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、変速モータにより第１，第２のカム部材の相対回転位相を一定とすると、トルクカム機構の全長は第１，第２のカム部材の相対回転位相に応じた一定値に保持されこれに応じた固定変速比でプライマリプーリとセカンダリプーリとの間で動力が伝達される。第１のカム部材は可動シーブと直結されており、第１のカム部材とプーリとの間には回転によるフリクションは発生せず、第１，第２のカム部材も同方向に等速回転し相対回転しないので回転によるフリクションは発生しない。このため、動力伝達ロスの発生が抑制される。
【００１３】
変速モータにより第２のカム部材の第１のカム部材に対する相対回転位相を変更すると、トルクカム機構の全長が変更されてこれに応じた変速比でプライマリプーリとセカンダリプーリとの間で動力が伝達される。この相対回転位相の変更時には、第１のカム部材と第２のカム部材とは相対回転するが、変速は短時間であり、しかもこの相対回転の速度は低いため、相対回転によるフリクションは発生するものの僅かなものに抑えられる。
また、変速モータが回転停止になることにより第１，第２のカム部材の相対回転位相を一定とする変速比固定時には、第１，第２のカム部材が同方向に等速回転するように速度伝達比が設定され、この回転停止時に、変速モータは電力供給が停止されるので、これにより省エネルギ化を促進できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る無段変速機の模式的な構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプーリの模式的な構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る機械式プーリ移動機構をプーリと共に示す模式的な構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る機械式プーリ移動機構の遊星歯車機構の速度線図（共線図）である。
【図５】本発明の一実施形態に係る機械式プーリ移動機構の機械的構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る機械式プーリ移動機構における変速モータの制御構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る機械式プーリ移動機構の変速モータの指示特性を例示する図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る機械式プーリ移動機構における変速モータによる変速比の制御を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することや適宜組み合わせることが可能である。
【００１６】
〔実施形態に係る無段変速機〕
図１は実施形態に係る無段変速機を模式的に示す構成図であり、図１に示すように、車両を走行させるための内燃機関（エンジン）、電動モータ等からなる駆動源２には、遊星歯車機構等で構成された前後進切換機構４を介して、無段変速機５のプライマリプーリ６の固定シーブ８に結合された回転軸１０が連結されている。この回転軸１０には、固定シーブ８のシーブ面に対向してプーリのＶ字状溝を形成するシーブ面を有する可動シーブ１２が、軸方向に摺動可能且つ相対回転不能に配設されている。
【００１７】
また、無段変速機５のセカンダリプーリ１４の固定シーブ１６に結合された駆動軸１８には、差動機構等を介して図示しない駆動輪が連結され、また、駆動軸１８には固定シーブ１６のシーブ面に対向してプーリのＶ字状溝を形成するシーブ面を有する可動シーブ２０が、軸方向に摺動可能且つ相対回転不能に配設されている。
【００１８】
さらに、セカンダリプーリ１４の両シーブ１６，２０間にはＶ字状溝を狭める方向に付勢力を付加するスプリング２２とカム機構２４が介装されている。
また、両プーリ６，１４間には、ベルト２６が巻き掛けられている。
さらに、スプリング２２及びカム機構２４はセカンダリプーリ１４の推力を調整してベルト２６の挟圧力を調整する推力調整機構として機能する。
【００１９】
なお、図１には、プライマリプーリ６，セカンダリプーリ１４及びベルト２６について、変速比がロー側の状態とハイ側の状態とを示している。プライマリプーリ６，セカンダリプーリ１４の各外側の半部にロー側の状態を示し、各内側の半部にハイ側の状態を示している。ベルト２６については、ロー側の状態を実線で示し、ハイ側の状態を破線で示している。但し、破線で示したハイ状態は、プーリとベルトの半径方向の位置関係を示すのみであり、実際のベルト位置がプーリの内側半部に現れることはない。
【００２０】
プライマリプーリ６の可動シーブ１２の背面（シーブ面と反対側の面）１３側には、可動シーブ１２を軸方向に移動して変速比を調整する機械式プーリ移動機構３０が配設されている。図１では機械式プーリ移動機構３０を極めて簡略化して記載しているが、この機械式プーリ移動機構３０は、トルクカム機構４０と、遊星歯車機構５０と、動力伝達機構６０と、アクチュエータとしての電動モータ７０とを備えている。
【００２１】
〔実施形態に係る機械式プーリ移動機構〕
図２に示すように、トルクカム機構４０は、可動シーブ１２と直結されて一体に回転する第１カム（第１のカム部材）４２と、第１カム４２に形成された第１カム面４２ａに対向する第２カム面４４ａが一端（図中左方）に形成され、他端（図中右方）がスラスト軸受４６を介して可動シーブ１２の背面１３に連接された第２カム（第２カム部材）４４とを備えている。
【００２２】
第１カム４２及び第２カム４４は、回転軸１０の外周側に回転軸１０の軸心と同軸に配置されている。なお、回転軸１０は、軸受３２，３４を介して図示しない変速機ケーシングに回転自在に支持されている。可動シーブ１２と一体に回転する第１カム４２は、回転軸１０に対して可動シーブ１２と同様の構成（ボール又はローラ等を介在させたスプライン機構）で相対回転不能、軸方向移動可能に支持されている。第２カム４４は回転軸１０に対して図示しない軸受等を介して相対回転可能に支持され、且つ軸方向には回転軸１０に対して一定の位置を保持し移動しないようになっている。
【００２３】
すなわち、第１カム４２を可動シーブ１２に直結（固定的に連結）し、第２カム４４を回転軸１０に対して軸方向移動不能に支持することにより、両カム４２，４４の相対回転位相の変位で可動シーブ１２を軸方向に移動する（変速比を変更する）ことが可能となる。
【００２４】
第１カム面４２ａ及び第２カム面４４ａは、円筒状の各カム４２，４４の互いに対向する端面に形成されており、その形状は、回転軸１０の軸線ＳＣに対して傾斜した螺旋状斜面に形成されている。各実施形態では、この斜面（即ち、第１及び第２カム面４２ａ，４４ａ）は、車両の前進走行時におけるプライマリプーリ６の回転方向に沿って可動シーブ１２の背面１３に近づくように傾斜している。
【００２５】
第２カム４４と第１カム４２との相対回転位相が変更されるとトルクカム機構４０の全長が変更される。第２カム４４は軸方向には移動しないので、第１カム４２が可動シーブ１２と共に軸方向に移動する。したがって、第２カム４４を第１カム４２に対して相対回転させて相対回転位相を変更すると、可動シーブ１２が軸方向に移動して、無段変速機５の変速比が調整される。
【００２６】
なお、以下の実施形態では、動力伝達機構として平行ギヤ機構６０を例示しているが、動力伝達機構は、平行ギヤ機構に限るものではなく、例えば遊星歯車機構等を利用してもよい。
【００２７】
動力伝達機構に遊星歯車機構を利用する場合は、第１カム４２と動力伝達機構６０との間に、両者の軸方向に沿う相対移動を許容し且つ相対回転不能（回転動力を伝達可能）とするためのスライド許容機構（ボール又はローラ等を介在させたスプライン機構等）８０を介装することが好ましい。このスライド許容機構８０は、遊星歯車機構５０及び動力伝達機構６０がヘリカルギヤで構成されている場合、各歯車間の軸方向相対移動が不能となるので、動力伝達機構６０と第１カム４２との間の相対移動を許容するために必要となる。しかし、遊星歯車機構５０及び動力伝達機構６０の何れか一方又は両方を平歯車で構成すれば、平歯車間での相対移動が可能となるので、スライド許容機構８０を省略することも可能である。
【００２８】
遊星歯車機構５０は、第２カム４４の外周に配置され、サンギヤＳ，キャリアＣ，リングギヤＲの３つの回転要素のうちの何れか１つの回転要素（第１回転要素）が動力伝達機構６０を介して第１カム４２に連結され、残りのうちの何れか１つの回転要素（第２回転要素）が第２カム４４に連結され、残りの回転要素（第３回転要素）がアクチュエータとしての電動モータ７０に連結されている。
【００２９】
遊星歯車機構５０は、３つの回転要素（サンギヤＳ，キャリアＣ，リングギヤＲ）の何れか１つの回転要素の回転を拘束すれば、残る２つの回転要素のうち、一方の回転要素が反力要素となり、他方の回転要素は、その歯数比に応じた変速比（＝出力回転速度／入力回転速度、速比とも言う）で回転することになる。この場合の回転の拘束とは、回転速度を所定速度（一定速度、回転停止も含む）にすることである。また、回転の拘束は、電動モータ７０によって行う。つまり、第３回転要素の回転を電動モータ７０によって制御し拘束することにより、第１回転要素と第２回転要素とがその歯数比に応じた変速比で回転する。そこで、電動モータ７０を変速モータとも呼ぶ。
【００３０】
遊星歯車機構５０の第１回転要素は、動力伝達機構６０を介して第１カム４２に連結されているので、第１カム４２の回転速度（Ｎカム１）は、遊星歯車機構５０の第１回転要素の回転速度（Ｎ１）に対して、動力伝達機構６０の速度伝達比（Ｎカム１／Ｎ１）に応じた回転速度で回転する。この動力伝達機構６０は、アクチュエータ７０による第３回転要素の所定の回転拘束時、即ち、第３回転要素を所定速度（一定速度）で回転或いは停止させているときに、第１カム４２と第２カム４４とが等速回転するように速度伝達比が設定されている。
なお、入力要素の回転速度Ｎin、歯数Ｚin、出力要素の回転速度Ｎout、歯数Ｚoutとすると、速度伝達比は、次式に示すように、ギヤ比（変速比）の逆数で定義される。
速度伝達比＝Ｎout／Ｎin =Ｚin／Ｚout =１／ギヤ比（変速比）
【００３１】
変速モータ７０による第３回転要素の回転拘束状態を変更すると、即ち、第３回転要素の回転速度を変更する（第３回転要素が停止状態であれば回転させる、あるいは第３回転要素が所定回転速度の場合には、この所定回転速度から変更する）と、第１カム４２は可動プーリ１２にと直結していることから回転速度は変化しないため、第１カム４２と第２カム４４との間に差回転が生じ、第２カム４４が第１カム４２に対して相対回転して第１カム４２と第２カム４４との相対回転位相が変更される。これにより、可動シーブ１２が軸方向に移動して、無段変速機５の変速比が調整される。
【００３２】
以下、機械式プーリ移動機構３０の遊星歯車機構５０及び動力伝達機構６０の具体的な構成を説明する。
なお、本実施形態では、第１遊星歯車機構５０について、サンギヤをＳ１で、キャリアをＣ１で、プラネタリギヤをＰ１で、リングギヤをＲ１でそれぞれ示し示すが、これらの各回転要素は、装置構成において要求される規格（例えば、ギヤの歯数や歯幅）のものとする。
【００３３】
〔遊星歯車機構及び動力伝達機構の具体的な構成〕
図３に示すように、本実施形態に係る機械式プーリ移動機構３０の遊星歯車機構５０は、プライマリプーリ６（可動シーブ１２）の回転軸線と離隔しこの回転軸線と平行な別の回転軸線上に配置されている。
この遊星歯車機構５０において、サンギヤＳが変速モータ７０の回転軸に連結され、リングギヤＲが第２カム４４に駆動連結され、キャリアＣが動力伝達機構６０に駆動連結されている。なお、ここでは、変速モータ７０をサンギヤＳに直接連結しているが、変速モータ７０を、減速機（特に減速比が大きい高減速機）を介してサンギヤＳに連結することが好ましい。
【００３４】
キャリアＣが、上記第１回転要素に相当し、動力伝達機構６０を介して第１カム４２に連結されている。リングギヤＲが、上記第２回転要素に相当し、リングギヤＲの外側に形成された外歯ギヤ（ギヤＲともいう）５１ａと、第２カム４４の外側に形成された外歯ギヤ（ギヤＡともいう）５１ｂとが噛合している。サンギヤＳが、上記第３回転要素に相当し、変速モータ７０の回転軸に結合されている。
【００３５】
また、動力伝達機構６０については、平行ギヤ機構により構成されている。この平行ギヤ機構は、第１カム４２に結合される外歯ギヤ（ギヤＢともいう）６２ａと、キャリアＣに結合され外歯ギヤ６２ａと噛合する外歯ギヤ（ギヤＣともいう）６２ｂと、から構成されている。
【００３６】
動力伝達機構である平行ギヤ機構６０は、変速モータ７０により第１カム４２，第２カム４４の相対回転位相を一定とする変速比固定時に、第１カム４２，第２カム４４が同方向に等速回転するように速度伝達比が設定されている。即ち、第１カム４２の回転速度（Ｎカム１）は、遊星歯車機構５０の第１回転要素であるキャリアＣの回転速度（Ｎｃ３）に対して、動力伝達機構６０の速度伝達比（Ｎカム１／Ｎｃ３）に応じた回転速度で回転する。
【００３７】
平行ギヤ機構６０において、第１カム４２に結合された外歯ギヤ６２ａの歯数をＺＢ、キャリアＣに結合された外歯ギヤ６２ｂの歯数をＺＣとすると、動力伝達機構である平行ギヤ機構６０による速度伝達比は、外歯ギヤ６２ａの回転速度（第１カム４２の回転速度）ＮＢと外歯ギヤ６２ｂの回転速度（キャリアＣの回転速度）ＮＣとの比（ＮＢ／ＮＣ）となり、各ギヤ６２ａ，６２ｂの歯数ＺＢ，ＺＣで決まる。
速度伝達比＝ＮＢ／ＮＣ=ＺＣ／ＺＢ
【００３８】
ここで、変速モータ７０を停止させたときに変速比が固定されるものとすると、遊星歯車機構５０の共線図は図４に実線Ｌで示すようになる。図４において、αは遊星歯車機構５０の歯数比である。図４に示すように、リングギヤＲの回転速度とキャリアＣの回転速度との比は１＋αとなる。
【００３９】
さらに、キャリアＣの回転速度〔外歯ギヤ（ギヤＡ）５１ｂの回転速度〕ＮＡとリングギヤＲの回転速度〔外歯ギヤ（ギヤＲ）５１ａの回転速度〕ＮＲとの回転速度比（ＮＡ／ＮＲＯＵＴ）は各ギヤ６２ａ，６２ｂの歯数ＺＡ，ＺＲで決まり、以下のようになる。
ＮＡ／ＮＲ=ＺＲ／ＺＡ
【００４０】
ここで、回転速度比（ＮＡ／ＮＲ）を考慮して、第１カム４２，第２カム４４の相対回転位相を一定とする変速比固定時に、第１カム４２，第２カム４４が同方向に等速回転するように設定するには、次式の関係を満たすように、平行ギヤ機構６０の速度伝達比（各ギヤ６２ａ，６２ｂの歯数ＺＢ，ＺＣの比）を設定すればよい。
ＮＢ／ＮＣ=ＺＣ／ＺＢ＝（１＋α）・（ＮＡ／ＮＲ）＝（１＋α）・（ＺＲ／ＺＡ）
なお、図４の共線図には、理解を容易にするために、ＺＲ／ＺＡ＝１としている。
【００４１】
平行ギヤ機構６０の速度伝達比をこのように設定することにより、変速モータ７０の回転を停止させて遊星歯車機構５０のサンギヤＳを固定状態にすれば、第２カム４４は第１カム４２と相対回転しないで、一定の回転位相を保持する。つまり、トルクカム機構４０の全長は変更されず、無段変速機５の変速比は一定を維持する。
【００４２】
これに対して、変速モータ７０をサンギヤＳがキャリアＣやリングギヤＲと同方向（正方向）に回転するように作動させると（変速ａの矢印を参照）、遊星歯車機構５０の共線図は図４に破線Ｌａで示すようになり、遊星歯車機構５０のリングギヤＲ（即ち、第２カム４４）は、変速モータ７０の作動前よりも低速になって、第２カム４４は第１カム４２と相対回転して、相対回転位相が変更される。これにより、トルクカム機構４０の全長が変更され、変速比が変更される。
【００４３】
逆に、変速モータ７０をサンギヤＳがキャリアＣやリングギヤＲと逆方向（負方向）に回転するように作動させると（変速ｂの矢印を参照）、遊星歯車機構５０の共線図は図１４に破線Ｌｂで示すようになり、遊星歯車機構５０のリングギヤＲ（即ち、第２カム４４）は、変速モータ７０の作動前よりも高速になって、第２カム４４は第１カム４２と相対回転して、相対回転位相が変更される。これにより、トルクカム機構４０の全長が変更され、変速比が変更される。
【００４４】
したがって、変速比を変更する（即ち、変速を行なう）場合には、変速モータ７０を所定方向に回転させ、変速比を固定する場合には、変速モータ７０の回転速度をゼロにする、つまり、回転停止にする。
【００４５】
ここで、変速モータ７０により変速比を調整する要素の関係を図示すると、図５に示すようになり、変速モータ７０が回転すると、この回転は遊星歯車機構５０に伝達されるが、変速モータ７０と遊星歯車機構５０との間に高減速機があれば、変速モータ７０の回転は高減速機に伝達され、高減速機から遊星歯車機構５０に伝達される。
【００４６】
遊星歯車機構５０では、遊星ギヤ比αに応じた回転速度比で第１カム４２に回転を伝達する。また、変速モータ７０の出力トルクがこの回転速度比に応じて変更されて第１カム４２に入力される。これにより、カム機構４０を通じて、入力されるトルクに応じてプライマリプーリ６に推力（ベルトを挟持するクランプ力）が加わり、入力トルクを調整し推力を調整することで、カム機構４０の長さが変更され、無段変速機５の変速比が変更される。このとき、変速モータ７０の出力トルクは、無段変速機５の実変速比に基づいて、フィードバック制御される。
【００４７】
このときの制御に着目すると、図６に示すように、変速モータ７０は、無段変速機５を制御するＡＴＣＵ（自動変速機コントロールユニット）１００及び変速モータ７０を制御するモータＣＵ（モータコントロールユニット）１１０によって作動を制御される。
【００４８】
つまり、ＡＴＣＵ１００では、無段変速機５の実変速比Ｒｒが目標変速比Ｒｔになるように変速モータ７０をフィードバック制御する。なお、目標変速比Ｒｔは、車両の運転状態（車速、アクセル開度（或いは駆動源の負荷）等）に応じて設定され、実変速比Ｒｒは図示しないセンサで検出されたプライマリプーリ６の回転速度（実プライマリプーリ回転数）Ｎpri及びセカンダリプーリ１４の回転速度（実セカンダリプーリ回転数）Ｎsecから算出される（Ｒｒ＝Ｎpri／Ｎsec）。
【００４９】
そして、目標変速比Ｒｔと実変速比Ｒｒと差（＝Ｒｔ−Ｒｒ）が許容範囲内になるように変速モータ７０をフィードバック制御する。ここでは、差（＝Ｒｔ−Ｒｒ）が、目標変速比Ｒｔに対応した目標プライマリプーリ回転数Ｎpriｔに対する実プライマリプーリ回転数Ｎpriのズレ量（回転数ズレ量）Ｎgapに対応するので、差（＝Ｒｔ−Ｒｒ）を回転数ズレ量Ｎgapとして説明する。
【００５０】
なお、許容範囲は、実プライマリプーリ回転数Ｎpri及び実セカンダリプーリ回転数Ｎsecの検出精度から決まる交差値ａにより規定され、ＡＴＣＵ１００は、図７に示すように、回転数ズレ量Ｎgapが次式（１）の状態であれば、回転数ズレ量Ｎgapが減少するように変速モータ７０の回転数を制御し、回転数ズレ量Ｎgapが次式（２）の状態であれば、変速モータ７０の回転数を保持する。
｜Ｎgap｜＞ａ        ・・・（１）
｜Ｎgap｜≦ａ        ・・・（２）
【００５１】
ＡＴＣＵ１００では、上記のように回転数ズレ量Ｎgapに応じた回転数指令（回転速度指令）をモータＣＵ１１０に出力し、モータＣＵ１１０では、変速モータ７０が回転数指令に応じた回転数（目標回転数）になるように変速モータ７０を回転数制御（回転速度制御）する。なお、変速モータ７０の回転数指令には目標回転数ゼロを含み、図７に示すように、回転数ズレ量Ｎgapが式（２）の状態で変速モータ７０の回転数を保持する場合には、目標回転数ゼロを指令する。
【００５２】
この回転数制御を実現するには、変速モータ７０は変速モータ７０に加わる負荷に応じたトルクを発生させることが必要になる。モータＣＵ１１０では、変速モータ７０をＡＴＣＵ１００からの回転数指令に応じた回転数に制御するために、変速モータ７０の回転数を目標回転数（回転数ゼロを含む）Ｎmotにするのに必要なモータトルク（モータ必要トルク）Ｔmotを算出し、このモータ必要トルクＴmotに基づいて変速モータ７０を制御する。
【００５３】
本装置では、回転数ズレ量Ｎgapが式（２）の状態である場合は、変速モータ７０の回転速度（回転数）をゼロ、即ち、回転停止状態に保持する。
特に、変速モータ７０の回転速度をゼロにするときには、変速モータ７０の停止時のコギングトルクを利用して、変速モータ７０への電力供給を停止して変速モータ７０の駆動を停止しながら、変速モータ７０を回転停止状態に保持する。
つまり、変速モータ７０は電動モータであり、電流が流れていなくても鉄心と永久磁石の作用でコギングトルクＴcogが発生する。このコギングトルクＴcogを、電動モータ７０を回転停止状態に保持するためのトルクに利用するのである。
【００５４】
電動モータ７０はトルクカム機構４０に連結されており、電動モータ７０を回転停止状態に保持するには、トルクカム機構４０の全長を一定に保持する必要がある。トルクカム機構４０に、可動シーブ１２にベルトをクランプできるだけの推力（必要クランプ力）Ｆを加えることが必要であり、この必要クランプ力Ｆは電動モータ７０により与えることになる。したがって、電動モータ７０を回転停止状態に保持するには、電動モータ７０にこの必要クランプ力Ｆに応じたモータ必要トルクＴmotを発生させることが必要である。
【００５５】
ここで、モータ必要トルクＴmotは、次式（Ａ）により算出することができる。
Ｔmot = Ｆ＊Ｒ＊ｔａｎ（θ＋ｔａｎ−１μ）＊α＊ｉｒ・・・（Ａ）
ただし Ｆ：必要クランプ力
Ｒ：カム半径
θ：カム角度
μ：カム動摩擦係数
α：遊星ギヤ比（＝サンギヤ歯数／リングギヤ歯数の比)
ｉｒ：高減速機の子減速比
なお、必要クランプ力（＝プライマリプーリ必要推力）Ｆは次式（Ｂ）により算出することができる。
Ｆ＝Ｔeng＊iｐ＊ｂ・・・（Ｂ）
ただし Ｔeng：エンジントルク（走行用モータが駆動源なら走行用モータのトルク、図示しないエンジンＣＵ或いは走行用モータＣＵから入力される）
ｉｐ：プーリ比
ｂ：プーリ比ｉｐを保持するために必要なセカンダリプーリとのバランス推力値を決める係数
【００５６】
コギングトルクＴcogがモータ必要トルクＴmot以上であれば（Ｔcog≧Ｔmot）、変速モータ７０にモータ必要トルクＴmotを発生させなくても、即ち、変速モータ７０への電力供給を停止してその駆動を停止しても、変速モータ７０を回転停止状態に保持することができる。
【００５７】
ただし、シフトレンジがＤレンジやＲレンジでの車両の停車時に、フットブレーキのオフが検知された場合（つまり、発進直前状態）には、この後、エンジントルクＴengが増大して、必要クランプ力Ｆが増大しモータ必要トルクＴmotの増大によってモータ必要トルクＴmotがコギングトルクＴcog以上になることが想定される。この場合には、コギングトルクＴcogがこのモータ必要トルクＴmot以上であっても、変速モータ７０を回転停止状態に保持するためのモータ必要トルクＴmotを変速モータ７０に発生させて、その後モータ必要トルクＴmotがコギングトルクＴcog以上になる場合に備える。
【００５８】
また、動力源（ここでは、エンジン）２と無段変速機５との間にロックアップクラッチ付きトルクコンバータがある場合には、ロックアップクラッチがロックアップ状態に締結されていること、つまり、動力源２と無段変速機５とが直結状態であることが、上記のコギングトルクの演算条件なので、動力源２と無段変速機５とが直結状態でない場合には、コギングトルクＴcogがモータ必要トルクＴmot以上であっても、変速モータ７０を回転停止状態に保持するためのモータ必要トルクＴmotを変速モータ７０に発生させる。
【００５９】
ここで、図８のフローチャートを参照して、変速モータによる変速比の制御を説明する。なお、図８のフローチャートは所定の制御周期で繰り返して実施される。
図８に示すように、まず、ＡＴＣＵ１００によって、車両の運転状態に応じて無段変速機５の目標変速比Ｒｔを設定する（ステップＳ１０）。次に、目標変速比Ｒｔが前回と同じかどうか、つまり、目標変速比Ｒｔが一定に保持されているか否かを判定する（ステップＳ２０）。
【００６０】
目標変速比Ｒｔが前回と同じでなければ、つまり、目標変速比Ｒｔが変更された場合には、目標変速比Ｒｔを達成できるように、モータＣＵ１１０が変速モータ７０の目標回転数Ｎmot及びモータ必要トルクＴmotを上記のようにして算出する（ステップＳ３０）。そして、変速モータ７０に対して、目標回転数Ｎmot及びモータ必要トルクＴmotを指令する（ステップＳ４０）。
【００６１】
一方、目標変速比Ｒｔが前回と同じであれば、直結クラッチ条件、つまり、動力源２と無段変速機５とが直結となっているか否かを判定する（ステップＳ５０）。直結クラッチ条件が成立していなければ、ステップＳ３０に進んで、モータＣＵ１１０が変速モータ７０の目標回転数Ｎmot及びモータ必要トルクＴmotを算出し、ステップＳ４０に進んで、変速モータ７０に目標回転数Ｎmot及びモータ必要トルクＴmotを指令する。
【００６２】
目標変速比Ｒｔが前回と同じであって直結クラッチ条件が成立していれば、変速モータ７０の目標回転数Ｎmotはゼロとなり、変速モータ７０の回転数をゼロとするモータ必要トルクＴmotを算出する（ステップＳ６０）。そして、モータ必要トルクＴmotとモータコギングトルクＴcogとを比較して、コギングトルクＴcogがモータ必要トルクＴmot以上である（Ｔcog≧Ｔmot）か否かを判定する（ステップＳ７０）。
【００６３】
ここで、コギングトルクＴcogがモータ必要トルクＴmot以上であれば、発進直前状態であるか否か、つまり、シフトレンジがＤレンジやＲレンジでの車両の停車時に、フットブレーキのオフが検知されたか否かを判定する（ステップＳ８０）。ここで、発進直前状態であれば、ステップＳ３０に進んで、モータＣＵ１１０が変速モータ７０の目標回転数及びモータ必要トルクＴmotを算出し、ステップＳ４０に進んで、変速モータ７０に目標回転数及びモータ必要トルクＴmotを指令する。
【００６４】
これに対して、コギングトルクＴcogがモータ必要トルクＴmot以上であって発進直前状態でなければ、変速モータ７０にモータ必要トルクＴmotを発生させなくても、変速モータ７０への電力供給を停止してその駆動を停止しても、変速モータ７０を回転停止状態に保持することができる。そこで、変速モータ７０への電力供給を停止してその駆動を停止する（ステップＳ９０）。
【００６５】
本実施形態に係る機械式プーリ移動機構３０は、上記のように第１カム４２は可動シーブ１２と直結されており、第１カム４２とプーリ６との間には回転によるフリクションは発生しない。また、変速比固定時には、第１カム４２と第２カム４４とは同方向に等速回転し相対回転しないので、これらの２部材間で回転によるフリクションは発生しない。このため、動力伝達ロスの発生が抑制される。
【００６６】
また、変速比の変更時には、電動モータ７０の回転速度を変更して第２カム４４を第１カム４２（したがって、プーリ６）に対して相対回転させて、第１カム４２と第２カム４４との相対回転位相を変更する。このとき、スラスト軸受４６には、第２カム４４が第１カム４２を介してその他端側（図中右方）に向けて受けるベルト２６の推力が加わり、相対回転によるフリクションが発生するが、変速は短時間であり、しかもこの相対回転の速度は低いため、相対回転によるフリクションは発生するものの僅かなものに抑えられる。
【００６７】
また、本装置では、変速比を保持するときには、電動モータ７０の回転速度をゼロに保持するが、このとき、変速モータ７０の停止時のコギングトルクを利用して、変速モータ７０への電力供給を停止して変速モータ７０の駆動を停止しながら変速モータ７０を回転停止状態に保持するので、省エネルギ効果が得られる。
【００６８】
ただし、シフトレンジがＤレンジやＲレンジでの車両の停車時にフットブレーキのオフが検知された発進直前状態には、コギングトルクＴcogがモータ必要トルクＴmot以上であっても、モータ必要トルクＴmotを変速モータ７０に発生させるので、その後の発進時に、モータ必要トルクＴmotがコギングトルクＴcog以上になると、速やかに、これに対応することができる。
【００６９】
〔その他〕
上記の各実施形態では、プライマリプーリ６に機械式プーリ移動機構を装備しているが、セカンダリプーリ１４に機械式プーリ移動機構を装備してもよい。さらには、プライマリプーリ６とセカンダリプーリ１４との両プーリに機械式プーリ移動機構を設けることもできる。
【符号の説明】
【００７０】
２  駆動源
５  無段変速機
６  プライマリプーリ
８  プライマリプーリ６の固定シーブ
１０  プライマリプーリ６の回転軸
１２  プライマリプーリ６の可動シーブ
１４  セカンダリプーリ
１６  セカンダリプーリ１４の固定シーブ
１８  セカンダリプーリ１４の駆動軸
２０  セカンダリプーリ１４の可動シーブ
２２  推力調整機構を構成するスプリング
２４  推力調整機構を構成するカム機構
２６  ベルト（無端帯状部材）
３０  機械式プーリ移動機構
４０  トルクカム機構
５０  第１遊星歯車機構
６０  動力伝達機構
７０  アクチュエータとしての電動モータ（変速モータ）
８０  スライド許容機構
１００  ＡＴＣＵ（自動変速機コントロールユニット）
１１０  モータＣＵ（モータコントロールユニット）
Ｓ  サンギヤ
Ｃ  キャリア
Ｒ  リングギヤ
【図１】
2018096383.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018096383.tif 000009
【図８】
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