(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの内側面どうしを互いに対向させた状態で回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これら両ディスクの間に挟持されるパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラの温度推定値がしきい値を超えた場合に、グロススリップを低減する動作を制御するコントローラを備え、
前記コントローラにより、前記パワーローラの温度推定値は、前記パワーローラに供給する潤滑油を溜めるオイルパン内の潤滑油の温度測定値と、前記パワーローラの伝達動力の平均値もしくは積分値に基づいて推定され、該パワーローラの温度推定値に基づいて前記潤滑油の供給量が調整され、
前記コントローラは、トロイダル型無段変速機の入出力回転数と、前記パワーローラを支持するトラニオンを変位させるアクチュエータの油圧室の差圧を用いて前記パワーローラの伝達動力を計算することを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
それぞれの内側面どうしを互いに対向させた状態で回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これら両ディスクの間に挟持されるパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラの温度推定値がしきい値を超えた場合に、グロススリップを低減する動作を制御するコントローラを備え、
前記コントローラにより、前記パワーローラの温度推定値は、前記トロイダル型無段変速機を収納するケーシングの外側の温度測定値と、前記パワーローラの伝達動力の平均値もしくは積分値に基づいて推定され、該パワーローラの温度推定値に基づいて前記パワーローラに供給する潤滑油の供給量が調整され、
前記コントローラは、トロイダル型無段変速機の入出力回転数と、前記パワーローラを支持するトラニオンを変位させるアクチュエータの油圧室の差圧を用いて前記パワーローラの伝達動力を計算することを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用変速機を構成する変速機としては、トロイダル型無段変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。このトロイダル型無段変速機においては、入力部から出力部への動力の伝達を互いに並列に設けられた２系統に分けて行なう、所謂ダブルキャビティ型と呼ばれているものがある。このようなトロイダル型無段変速機は従来から多数の刊行物に記載されて周知であるが、その基本構造について、側面図８およびＡ−Ａ断面図９を参照して説明する。
【０００３】
トロイダル型無段変速機１は、１対の入力側ディスク１０ａ、１０ｂと、一体型の出力側ディスク１１と、複数のパワーローラ１２ａ、１２ｂとを備える。このうちの各入力側ディスク１０ａ、１０ｂは、入力回転軸５を介して互いに同心に、且つ、同期した回転を自在として結合されている。また、前記出力側ディスク１１は、前記両入力側ディスク１０ａ、１０ｂ同士の間に、これら両入力側ディスク１０ａ、１０ｂと同心に、且つ、これら両入力側ディスク１０ａ、１０ｂに対する相対回転を可能として支持されている。更に、前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂは、前記出力側ディスク１１の軸方向両側面と前記両入力側ディスク１０ａ、１０ｂの軸方向片側面との間に、それぞれ複数個ずつ（図示の例の場合は２個ずつ、合計４個）挟持されている。そして、パワーローラ１２ａ、１２ｂは、前記両入力側ディスク１０ａ、１０ｂの回転に伴って回転しつつ、これら両入力側ディスク１０ａ、１０ｂと前記出力側ディスク１１との間で動力を伝達する。
【０００４】
また、前記出力側ディスク１１はその軸方向両端部を、ケーシング１３内に、それぞれ１対ずつの支柱１４、１４と、スラストアンギュラ玉軸受である転がり軸受とにより、回転自在に支持されている。また、前記両支柱１４、１４の両端部近傍に、それぞれヨーク１６、１６が支持されている。そして、これら両ヨーク１６、１６同士の間に複数のトラニオン１７ａ、１７ｂが、それぞれの両端部に互いに同心に設けた枢軸１８、１８を中心とする、揺動及び軸方向（図８〜１７の上下方向）の変位を可能に支持されている。
【０００５】
また、前記各トラニオン１７ａ、１７ｂの内側面（互いに対向する面）に前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂが、それぞれ支持軸１９、１９並びに複数組の転がり軸受を介して、回転並びに前記入力回転軸５の軸方向に関する若干の変位を自在に支持されている。そして、前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂの周面と、前記両入力側ディスク１０ａ、１０ｂの軸方向片側面及び前記出力側ディスク１１の軸方向両側面とを転がり接触させている。これら各面同士の転がり接触部が、トラクションオイル（潤滑油）を介して動力を伝達するトラクション部となる。  また、入力回転軸５の基端部と、エンジンに近い側（図８の左側）の入力側ディスク１０ａとの間に、油圧式の押圧装置２０を設け、各トラクション部に、適正な面圧を付与できるようにしている。
【０００６】
ところで、パワーローラ１２ａ、１２ｂに供給する潤滑油は、トロイダル型無段変速機１の下部に設置されたオイルパン１０１（図９参照）に溜められ、給油配管を通じてパワーローラ１２ａ、１２ｂに供給される。
トロイダル型無段変速機１のパワーローラ１２ａ、１２ｂへの潤滑油供給については、下記特許文献１〜４に示すように、従来から種々の提案がなされている。
【０００７】
特許文献１では、トロイダル型無段変速機において、回転体や転動面（トラクション面）の温度を測定することで、潤滑油の供給量を決定している。
また、特許文献１には、オイルリザーバなどの潤滑油溜めに戻った潤滑油の温度を検出し、その温度に基づいて転動面（トラクション面）の温度を演算し、もしくは入出力エネルギー差から熱に変換されるエネルギー量を求め、その熱量に基づいて転動面（トラクション面）の温度を演算して潤滑油量を決定し、ディスク先端の給油孔から潤滑させる機構が記載されている。
【０００８】
また、特許文献２には、スロットルバルブの開閉によるトルクのみで潤滑油量を決定する方法が記載されている。
また、特許文献３には、油温によって潤滑流量を決定する方法が記載されている。
また、特許文献４には、運転条件に合わせてポストからの潤滑を制御する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３５３１６０７号公報
【特許文献２】特開平８−２８６４６号公報
【特許文献３】特開２００２−３４９６６０号公報
【特許文献４】特開２００３−２０７０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の各特許文献１〜４に記載された潤滑方法にあっては、下記のような問題点がある。
特許文献１の回転体や転動面（トラクション面）の温度を測定する方法は、接触式のセンサを採用する必要がある。この接触式センサの場合、摩耗の恐れや耐久性が下がるという問題がある。
【００１１】
一方、非接触式センサの場合は、潤滑油が飛散している環境では精度よく測定できず、また、非接触式センサを近接させるためサイズアップにもつながるという問題がある。
さらに、また、ディスク先端に給油孔を設けると耐久性が下がってしまうという問題がある。
【００１２】
また、特許文献２のスロットルバルブの開閉によるトルクのみで潤滑油量を決定する方法は、回転数による温度上昇を加味していないため、油量が少なかったり多かったり適切な潤滑油量の調整ができない。
また、特許文献３の油温によって潤滑流量を決定する方法は、油温だけではパワーローラの温度がわからないため、トラクション面の潤滑不良が発生する。
また、特許文献４の運転条件に合わせてポストからの潤滑を制御する方法でも実際のパワーローラの温度がわからないため、最良の潤滑を行うことができない。
また、上記いずれの特許文献１〜４も、潤滑油の供給量を決定する際に所定時間の動力変化は考慮していない。
【００１３】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、過大なエンジントルクの発生によるグロススリップを抑制することができ、耐久性の優れたトロイダル型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】
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明は、それぞれの内側面どうしを互いに対向させた状態で回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これら両ディスクの間に挟持されるパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機において、前記パワーローラの温度推定値がしきい値を超えた場合に、グロススリップを低減する動作を制御するコントローラを備え、前記コントローラにより、前記パワーローラの温度推定値は、前記パワーローラに供給する潤滑油を溜めるオイルパン内の潤滑油の温度測定値と、前記パワーローラの伝達動力の平均値もしくは積分値に基づいて推定され、該パワーローラの温度推定値に基づいて前記潤滑油の供給量が調整され、前記コントローラは、トロイダル型無段変速機の入出力回転数と、前記パワーローラを支持するトラニオンを変位させるアクチュエータの油圧室の差圧を用いて前記パワーローラの伝達動力を計算することを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、パワーローラの温度推定値がしきい値を超えた場合に、パワーローラとディスク間の過大な滑りを生じるグロススリップを低減する動作が、コントローラにより適切なタイミングでなされる。
【００１６】
本発明の上記構成において、前記コントローラにより、パワーローラの温度推定値は、パワーローラに供給する潤滑油を溜めるオイルパン内の潤滑油の温度測定値と、パワーローラの伝達動力の平均値もしくは積分値に基づいて推定され、該パワーローラの温度推定値に基づいて前記潤滑油の供給量が調整される。
【００１７】
このような構成によれば、パワーローラに供給する潤滑油を溜めるオイルパン内の潤滑油の温度測定値と、パワーローラの伝達動力の平均値もしくは積分値に基づいてパワーローラの温度が推定され、このパワーローラの温度推定値に基づいて前記潤滑油の供給量が調整されるので、パワーローラの正確な温度推定値に基づいてパワーローラに供給する潤滑油量を最適化し、過大なエンジントルクの発生によるグロススリップを抑制することができる。
【００１８】
また、本発明の他の構成では、前記コントローラにより、パワーローラの温度推定値は、トロイダル型無段変速機を収納するケーシングの外側の温度測定値と、パワーローラの伝達動力の平均値もしくは積分値に基づいて推定され、該パワーローラの温度推定値に基づいて前記潤滑油の供給量が調整される。
【００１９】
このような構成によれば、トロイダル型無段変速機を収納するケーシングの外側の温度測定値と、前記パワーローラの伝達動力の平均値もしくは積分値に基づいてパワーローラの温度が推定され、前記パワーローラの温度推定値に基づいて前記潤滑油の供給量が調整されるので、簡便な方法によりパワーローラの正確な温度推定値に基づいてパワーローラに供給する潤滑油量を最適化し、過大なエンジントルクの発生によるグロススリップを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、パワーローラとディスク間の過大な滑りを生じるグロススリップを低減する動作が適切なタイミングでなされる。
特に、請求項１に係る本発明によれば、パワーローラに供給する潤滑油量を最適化し、過大なエンジントルクの発生によるグロススリップを抑制することができ、耐久性の優れたトロイダル型無段変速機を提供することができる。また、オイルパン内の潤滑油の温度やケーシングの外側の測定値と、パワーローラの伝達動力の平均値もしくは積分値に基づいて精度よくパワーローラの温度が推定できる。
さらに、請求項２に係る本発明によれば、トロイダル型無段変速機の内部に温度センサが設置されないので、コストが安くなり、設置場所も求めないのでサイズダウンにつながる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の動作手順を示すフロー図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の要部を温度センサとともに示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の動作手順を示すフロー図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の動作手順を示すフロー図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の動作手順を示すフロー図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の動作手順を示すフロー図である。
【図８】従来のトロイダル型無段変速機の一例を示す側面図である。
【図９】図８におけるＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
本発明の第１の実施の形態（請求項１および２に係る発明の実施形態）のトロイダル型無段変速機１の構造は、図１および図２に示す要部以外の部分は、前記図８および図９に示す従来のトロイダル型無段変速機と共通であるので、当該共通部分には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００２３】
本発明の第１の実施の形態では、図１に示すように、温度センサ１０４は潤滑油を溜めるオイルパン１０１の内部に設置されている。この温度センサ１０４はオイルパン１０１内の潤滑油の温度を測定するものであり、この潤滑油の測定温度は、パワーローラ１２ａ、１２ｂのベース温度の推定に用いられる。
【００２４】
また、トロイダル型無段変速機１は、このトロイダル型無段変速機１の動作を制御するコントローラ１０３を備えている。このコントローラ１０３は、トロイダル型無段変速機１の入出力回転数と、トラニオン１７ａ、１７ｂを変位させるアクチュエータの油圧室の差圧を用いて動力を計算し、さらに所定時間の動力の平均値もしくは積分値から使用条件を加味してパワーローラ１２ａ、１２ｂの温度を推定する。これにより精度よくパワーローラ１２ａ、１２ｂの温度が推定される。
【００２５】
この際、動力、潤滑油供給量、オイルパン１０１内の潤滑油温度およびパワーローラ１２ａ、１２ｂの温度の関係は、あらかじめ実験によりマップ（テーブル）を作成しておき、このマップ（テーブル）から求めた潤滑油量に基づいて潤滑油量制御弁１０２の開度を調整して潤滑油の供給量を制御する。
この実施の形態によれば、推定されたパワーローラ１２ａ、１２ｂの正確な温度に基づいて潤滑油量を調整することにより、パワーローラ１２ａ、１２ｂに供給する潤滑油量を最適化し、過大なエンジントルクの発生によるグロススリップを抑制することができる。
【００２６】
図２は、本発明の第１の実施の形態により推定されたパワーローラ１２ａ、１２ｂの正確な温度に基づいたトロイダル型無段変速機の動作手順を示すフロー図である。
まず、スタート後に、パワーローラ１２ａ、１２ｂの推定温度を演算し（ステップＳ１）、この温度がしきい値Ｓより高くなった場合に、エンジントルクを制限して小さくする（ステップＳ２）。この際、しきい値Ｓは、パワーローラ２ａ、１２ｂによりトルク伝達が可能な上限温度とする。
また、パワーローラ１２ａ、１２ｂの推定温度がしきい値Ｓ以下の場合には、エンジントルクの制限をしないで終了する。
エンジンの入力トルクが大きくなるとディスクとパワーローラ１２ａ、１２ｂの接触点での発熱が大きくなり、限界トラクション係数が低下してスリップし易くなる。この実施の形態では、エンジントルクを制限して大きなトルクを変速機に入力させないようにしてグロススリップを防ぐことができる。
【００２７】
本発明の第２の実施の形態（請求項１および３に係る発明の実施形態）では、図３（a）に示すように、温度センサ１０５はトロイダル型無段変速機１を収納するケーシング１３の上面に設置されている。この温度センサ１０５は、潤滑油の温度の代わりにケーシング１３の温度を測定するものである。
このトロイダル型無段変速機１では、図１と同様にトロイダル型無段変速機１に設けられたコントローラ１０３（図示せず）によりその動作が制御され、また、潤滑油量制御弁１０２により潤滑油の供給量が調整される。
【００２８】
また、図３（ｂ）に示すように、温度センサ１０６はトロイダル型無段変速機１を収納するケーシング１３の側面に設置されており、オイルパン内の潤滑油の温度測定の代わりに、ケーシング１３の外側のどの部分でも温度測定に使用することができる。
この実施の形態では、トロイダル型無段変速機１の内部に温度センサが設置されないので、コストが安くなり、設置場所も求めないのでトロイダル型無段変速機１のサイズダウンにつながる。
【００２９】
図４は、本発明の第２の実施の形態により推定されたパワーローラ１２ａ、１２ｂの正確な温度に基づいたトロイダル型無段変速機の動作手順を示すフロー図である。
まず、スタート後に、パワーローラ１２ａ、１２ｂの推定温度を演算し（ステップＳ３）、この温度がしきい値Ｓより高くなった場合に、アクセル開度をなまらせる（緩める）（ステップＳ４）。この際、しきい値Ｓは、パワーローラ２ａ、１２ｂによりトルク伝達が可能な上限温度とする。
また、パワーローラ１２ａ、１２ｂの推定温度がしきい値Ｓ以下の場合には、アクセル開度をなまらせない（緩めない）で終了する。
アクセルが急に踏み込まれるとエンジンの入力トルクが急激に大きくなり、ディスクとパワーローラ１２ａ、１２ｂの接触点での発熱が大きくなり、限界トラクション係数が低下してスリップし易くなる。この実施の形態では、アクセル開度をなまらせる（緩める）ことにより、パワーローラ１２ａ、１２ｂの急激な温度変化を防いでグロススリップを防ぐことができる。
【００３０】
図５は、本発明の第３の実施の形態により推定されたパワーローラ１２ａ，１２ｂの正確な温度に基づいたトロイダル型無段変速機の動作手順を示すフロー図である。
まず、スタート後に、パワーローラ１２ａ，１２ｂの推定温度を演算し（ステップＳ５）、この温度がしきい値Ｓより高くなった場合に、変速速度を制限する（ステップＳ６）。この際、しきい値Ｓは、パワーローラ１２ａ，１２ｂによりトルク伝達が可能な上限温度とする。また、パワーローラ１２ａ，１２ｂの推定温度がしきい値Ｓ以下の場合には、変速速度を制限しないで終了する。
変速速度が大きくなるとオフセット量も大きくなることから、入力トルクが急激に大きくなり、入力側ディスク１０ａ，１０ｂおよび出力側ディスク１１とパワーローラ１２ａ，１２ｂとの接触点での発熱が大きくなり、限界トラクション係数が低下してスリップし易くなる。
この実施の形態では、変速速度を制限することにより、パワーローラ１２ａ，１２ｂの急激な温度変化を防いでグロススリップを防ぐことができる。
変速速度を制限する方法は、例えば、ステップモータで変速制御を行っている場合には、単位時間当たりの出力ステップ数を小さくする方法とする。
【００３１】
図６は、本発明の第４の実施の形態により推定されたパワーローラ１２ａ，１２ｂの正確な温度に基づいたトロイダル型無段変速機の動作手順を示すフロー図である。
まず、スタート後に、パワーローラ１２ａ，１２ｂの推定温度を演算し（ステップＳ７）、この温度がしきい値Ｓより高くなった場合に、トラクション面の潤滑油量を増やす（ステップＳ８）。この際、しきい値Ｓは、パワーローラ１２ａ，１２ｂによりトルク伝達が可能な上限温度とする。また、パワーローラ１２ａ，１２ｂの推定温度がしきい値Ｓ以下の場合には、トラクション面の潤滑油量を増やさないで終了する。
この実施の形態では、入力トルクが急激に大きくなり、入力側ディスク１０ａ，１０ｂおよび出力側ディスク１１とパワーローラ１２ａ，１２ｂとの接触点での発熱が大きい場合に、トラクション面の潤滑油量を増やすので、パワーローラ１２ａ，１２ｂの急激な温度変化を防いでグロススリップを防ぐことができる。
潤滑油量を増やす方法は、例えば、潤滑圧の元圧を制御できる場合には、潤滑圧の元圧を上昇させる方法とする。また、潤滑油量を直接制御可能な流量制御弁を有している場合は、流量制御弁の開度を開く制御を行う。
【００３２】
図７は、本発明の第５の実施の形態により推定されたパワーローラ１２ａ，１２ｂの正確な温度に基づいたトロイダル型無段変速機の動作手順を示すフロー図である。
まず、スタート後に、パワーローラ１２ａ，１２ｂの推定温度を演算し（ステップＳ９）、この温度がしきい値Ｓより高くなった場合に、クラッチ圧力を制限する（ステップＳ１０）。この際、しきい値Ｓは、パワーローラ１２ａ，１２ｂによりトルク伝達が可能な上限温度とする。また、パワーローラ１２ａ，１２ｂの推定温度がしきい値Ｓ以下の場合には、クラッチ圧力を制限しないで終了する。
この実施の形態では、入力トルクが急激に大きくなり、入力側ディスク１０ａ，１０ｂおよび出力側ディスク１１とパワーローラ１２ａ，１２ｂとの接触点での発熱が大きい場合に、クラッチ締結圧力を制限して、大きなトルクが入力されてもクラッチが滑り、パワーローラ１２ａ，１２ｂの急激な温度変化を防いでグロススリップを防ぐことができる。
一般的に自動車の変速機の場合、クラッチ締結圧力は制御弁（ソレノイドバルブ）で制御されていることが多いため、クラッチ締結圧力の制限方法は、例えば、制御弁への目標信号を一定値以下に制限する。
【００３３】
なお、上記の各実施の形態に用いられる温度センサ１０４、１０５、１０６による各検出値は、図１に示すコントローラ１０３に送信され、このコントローラ１０３により各実施の形態に示すフローが実現される。
【００３４】
また、上記の各実施の形態に限らず、パワーローラ１２ａ，１２ｂの温度推定値がしきい値Ｓを超えた場合に、グロススリップをさせづらくする実施の形態であれば、具体的な方法は問わない。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、シングルキャビティ型やダブルキャビティ型などのようなハーフトロイダル型無段変速機の他、フルトロイダル型無段変速機に適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  トロイダル型無段変速機
１０ａ、１０ｂ  入力側ディスク
１１  出力側ディスク
１２ａ、１２ｂ  パワーローラ
１３  ケーシング
１６  ヨーク
１７ａ、１７ｂ  トラニオン
１０１  オイルパン
１０３  コントローラ
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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