(57)【要約】【課題】低速モードと高速モードとの切り換え時に、トロイダル型無段変速機２４の変速比が調節されて、乗員に違和感を与える事を防止する。【解決手段】極低速時に出力軸３７ａのトルクを厳密に規制する為、トロイダル型無段変速機２４の変速比を調節する構造を前提とする。低速モードと高速モードとの切り換えの為の、低速用、高速用両クラッチ３９ａ、４０ａの断接時に、トロイダル型無段変速機２４の変速比の調節によるトルク調整機能を停止する。この結果、モード切り換えに伴う、トロイダル型無段変速機２４の通過トルクの変動に拘らず、このトロイダル型無段変速機２４の変速比調節が行なわれず、上記課題を解決できる。【選択図】　図５
2004125119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、低速モードと高速モードとを切り換える為のクラッチ機構とを組み合わせて成り、このうちの低速モード時には、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で、駆動源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及び逆転に変換自在とし、上記高速モード時には、上記出力軸の回転状態を変える事なく、上記トロイダル型無段変速機の変速比を変える事により上記入力軸と上記出力軸との間の変速比を変更する無段変速装置であって、上記トロイダル型無段変速機は、相対回転を自在として互いに同心に支持された、少なくとも１対のディスクと、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トラニオンと、これら各トラニオンをそれぞれ、これら各トラニオンの傾斜中心となる枢軸の軸方向に変位させるアクチュエータと、上記１対のディスク同士の間の変速比を所望値に規制すべく上記アクチュエータを作動させる為の変速比設定用アクチュエータと、この変速比設定用アクチュエータの作動及び上記クラッチ機構の断接を制御する為の制御器とを備え、この制御器は、次の▲１▼〜▲３▼の機能を有するものである無段変速装置。
▲１▼　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、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及び逆転に変換自在とする機能。
▲２▼　上記トロイダル型無段変速機の変速比を変える事により、このトロイダル型無段変速機を通過するトルクを調節する機能。
▲３▼　上記クラッチ機構が上記低速モードと上記高速モードとを切り換える際に、上記▲２▼のトルク調節機能を停止させる機能。
【請求項２】
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、低速モードと高速モードとを切り換える為のクラッチ機構とを組み合わせて成り、このうちの低速モード時には、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で、駆動源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及び逆転に変換自在とし、上記高速モード時には、上記出力軸の回転状態を変える事なく、上記トロイダル型無段変速機の変速比を変える事により上記入力軸と上記出力軸との間の変速比を変更する無段変速装置であって、上記トロイダル型無段変速機は、相対回転を自在として互いに同心に支持された、少なくとも１対のディスクと、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トラニオンと、これら各トラニオンをそれぞれ、これら各トラニオンの傾斜中心となる枢軸の軸方向に変位させるアクチュエータと、上記１対のディスク同士の間の変速比を所望値に規制すべく上記アクチュエータを作動させる為の変速比設定用アクチュエータと、この変速比設定用アクチュエータの作動及び上記クラッチ機構の断接を制御する為の制御器とを備え、この制御器は、次の▲１▼〜▲３▼の機能を有するものである無段変速装置。
▲１▼　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、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及び逆転に変換自在とする機能。
▲２▼　上記トロイダル型無段変速機の変速比を変える事により、このトロイダル型無段変速機を通過するトルクを調節する機能。
▲３▼　上記▲１▼の機能に基づく上記入力軸と上記出力軸との間の変速比が所定値以下の場合を除き、上記▲２▼のトルク調節機能を停止させる機能。
【請求項３】
▲３▼の機能が、入力軸を回転させたまま出力軸を停止若しくは極低速で回転させる場合を除き、この入力軸に運転時に加わる最も大きなトルクが加わった場合にトロイダル型無段変速機を通過するトルクを目標値としてこのトロイダル型無段変速機の変速比を補正し、且つ、この補正量を小さな値に制限する事により実現される、請求項２に記載した無段変速装置。
【請求項４】
▲３▼の機能が、入力軸を回転させたまま出力軸を停止若しくは極低速で回転させた状態から無段変速装置の変速比を前進増速側に変化させ、低速モードから高速モードに切り換える以前に、その時点でのトロイダル型無段変速機の通過トルクをこの通過トルクの目標値として固定する事により実現される、請求項２に記載した無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用自動変速装置として利用する、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し、モード切り換え時に乗員に違和感を与える事を防止するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用自動変速装置として、図１〜３に示す様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究され、一部で実施されている。このトロイダル型無段変速機は、ダブルキャビティ型と呼ばれるもので、入力軸１の両端部周囲に入力側ディスク２、２を、ボールスプライン３、３を介して支持している。従ってこれら両入力側ディスク２、２は、互いに同心に、且つ、同期した回転を自在に支持されている。又、上記入力軸１の中間部周囲に出力歯車４を、この入力軸１に対する相対回転を自在として支持している。そして、この出力歯車４の中心部に設けた円筒部の両端部に出力側ディスク５、５を、それぞれスプライン係合させている。従ってこれら両出力側ディスク５、５は、上記出力歯車４と共に、同期して回転する。
【０００３】
又、上記各入力側ディスク２、２と上記各出力側ディスク５、５との間には、それぞれ複数個ずつ（通常２〜３個ずつ）のパワーローラ６、６を挟持している。これら各パワーローラ６、６は、それぞれトラニオン７、７の内側面に、支持軸８、８及び複数の転がり軸受を介して、回転自在に支持されている。上記各トラニオン７、７は、それぞれの長さ方向（図１、３の上下方向、図２の表裏方向）両端部に、これら各トラニオン７、７毎に互いに同心に設けられた枢軸９、９を中心として揺動変位自在である。これら各トラニオン７、７を傾斜させる動作は、油圧式のアクチュエータ１０、１０により、これら各トラニオン７、７を上記枢軸９、９の軸方向に変位させる事で行なうが、総てのトラニオン７、７の傾斜角度は、油圧式及び機械式に互いに同期させる。
【０００４】
即ち、前記入力軸１と出力歯車４との間の変速比を変えるべく、上記各トラニオン７、７の傾斜角度を変える場合には、上記各アクチュエータ１０、１０により上記各トラニオン７、７を、それぞれ逆方向に、例えば、図３の右側のパワーローラ６を同図の下側に、同図の左側のパワーローラ６を同図の上側に、それぞれ変位させる。この結果、これら各パワーローラ６、６の周面と上記各入力側ディスク２、２及び各出力側ディスク５、５の内側面との当接部に作用する、接線方向の力の向きが変化（当接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トラニオン７、７が、支持板１１、１１に枢支された枢軸９、９を中心として、互いに逆方向に揺動（傾斜）する。この結果、上記各パワーローラ６、６の周面と上記入力側、出力側各ディスク２、５の内側面との当接位置が変化し、上記入力軸１と出力歯車４との間の回転変速比が変化する。
【０００５】
上記各アクチュエータ１０、１０への圧油の給排状態は、これら各アクチュエータ１０、１０の数に関係なく１個の制御弁１２により行ない、何れか１個のトラニオン７の動きをこの制御弁１２にフィードバックする様にしている。この制御弁１２は、ステッピングモータ１３により軸方向（図３の左右方向、図１の表裏方向）に変位させられるスリーブ１４と、このスリーブ１４の内径側に軸方向の変位自在に嵌装されたスプール１５とを有する。又、上記各トラニオン７、７と上記各アクチュエータ１０、１０のピストン１６、１６とを連結するロッド１７、１７のうち、何れか１個のトラニオン７に付属のロッド１７の端部にプリセスカム１８を固定しており、このプリセスカム１８とリンク腕１９とを介して、上記ロッド１７の動き、即ち、軸方向の変位量と回転方向との変位量との合成値を上記スプール１５に伝達する、フィードバック機構を構成している。又、上記各トラニオン７、７同士の間には同期ケーブル２０を掛け渡して、油圧系の故障時にも、これら各トラニオン７、７の傾斜角度を、機械的に同期させられる様にしている。
【０００６】
変速状態を切り換える際には、上記ステッピングモータ１３により上記スリーブ１４を、得ようとする変速比に見合う所定位置にまで変位させて、上記制御弁１２の所定方向の流路を開く。この結果、上記各アクチュエータ１０、１０に圧油が、所定方向に送り込まれて、これら各アクチュエータ１０、１０が上記各トラニオン７、７を所定方向に変位させる。即ち、上記圧油の送り込みに伴ってこれら各トラニオン７、７が、前記各枢軸９、９の軸方向に変位しつつ、これら各枢軸９、９を中心に揺動する。そして、上記何れか１個のトラニオン７の動き（軸方向及び揺動変位）が、上記ロッド１７の端部に固定したプリセスカム１８とリンク腕１９とを介して上記スプール１５に伝達され、このスプール１５を軸方向に変位させる。この結果、上記トラニオン７が所定量変位した状態で、上記制御弁１２の流路が閉じられ、上記各アクチュエータ１０、１０への圧油の給排が停止される。
【０００７】
この際の上記トラニオン７及び上記プリセスカム１８のカム面２１の変位に基づく上記制御弁１２の動きは、次の通りである。先ず、上記制御弁１２の流路が開かれる事に伴って上記トラニオン７が軸方向に変位すると、前述した様に、パワーローラ６の周面と入力側ディスク２及び出力側ディスク５の内側面との当接部に発生するサイドスリップにより、上記トラニオン７が上記各枢軸９、９を中心とする揺動変位を開始する。又、上記トラニオン７の軸方向変位に伴って上記カム面２１の変位が、上記リンク腕１９を介して上記スプール１５に伝わり、このスプール１５が軸方向に変位して、上記制御弁１２の切り換え状態を変更する。具体的には、上記アクチュエータ１０により上記トラニオン７を中立位置に戻す方向に、上記制御弁１２が切り換わる。
【０００８】
従って上記トラニオン７は、軸方向に変位した直後から、中立位置に向け、逆方向に変位し始める。但し、上記トラニオン７は、中立位置からの変位が存在する限り、上記各枢軸９、９を中心とする揺動を継続する。この結果、上記プリセスカム１８のカム面２１の円周方向に関する変位が、上記リンク腕１９を介して上記スプール１５に伝わり、このスプール１５が軸方向に変位する。そして、上記トラニオン７の傾斜角度が、得ようとする変速比に見合う所定角度に達した状態で、このトラニオン７が中立位置に復帰すると同時に、上記制御弁１２が閉じられて、上記アクチュエータ１０への圧油の給排が停止される。この結果上記トラニオン７の傾斜角度が、前記ステッピングモータ１３により前記スリーブ１４を軸方向に変位させた量に見合う角度になる。
【０００９】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、エンジン等の動力源に繋がる駆動軸２２により一方（図１、２の左方）の入力側ディスク２を、図示の様なローディングカム式の、或は油圧式の押圧装置２３を介して回転駆動する。この結果、前記入力軸１の両端部に支持された１対の入力側ディスク２、２が、互いに近づく方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、上記各パワーローラ６、６を介して上記各出力側ディスク５、５に伝わり、前記出力歯車４から取り出される。
【００１０】
この様に上記各入力側ディスク２、２から上記各出力側ディスク５、５に動力を伝達する際に、上記各トラニオン７、７には、それぞれの内側面に支持した上記各パワーローラ６、６の周面と上記各ディスク２、５の内側面との摩擦に伴って、それぞれの両端部に設けた枢軸９、９の軸方向の力が加わる。この力は、所謂２Ｆｔと呼ばれるもので、その大きさは、上記各入力側ディスク２、２から上記各出力側ディスク５、５（或は出力側ディスク５、５から入力側ディスク２、２）に伝達するトルクに比例する。そして、この様な力２Ｆｔは、前記各アクチュエータ１０、１０により支承する。従って、トロイダル型無段変速機の運転時に、これら各アクチュエータ１０、１０を構成するピストン１６、１６の両側に存在する１対の油圧室５１ａ、５１ｂ同士の間の圧力差は、上記力２Ｆｔの大きさに比例する。
【００１１】
上記入力軸１と出力歯車４との回転速度を変える場合で、先ず入力軸１と出力歯車４との間で減速を行なう場合には、上記各アクチュエータ１０、１０により上記各トラニオン７、７を上記各枢軸９、９の軸方向に移動させ、これら各トラニオン７、７を図２に示す位置に揺動させる。そして、上各パワーローラ６、６の周面をこの図２に示す様に、上記各入力側ディスク２、２の内側面の中心寄り部分と上記各出力側ディスク５、５の内側面の外周寄り部分とにそれぞれ当接させる。反対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン７、７を図２と反対方向に揺動させ、上各パワーローラ６、６の周面を、この図２に示した状態とは逆に、上記各入力側ディスク２、２の内側面の外周寄り部分と上記各出力側ディスク５、５の内側面の中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各トラニオン７、７を傾斜させる。これら各トラニオン７、７の傾斜角度を中間にすれば、入力軸１と出力歯車４との間で、中間の変速比（速度比）を得られる。
【００１２】
更に、上述の様に構成され作用するトロイダル型無段変速機を実際の自動車用の無段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。図４は、この様な従来から提案されている無段変速装置のうち、特許文献１に記載されたものを示している。この無段変速装置は、所謂ギャード・ニュートラルと呼ばれ、入力軸を一方向に回転させたまま、出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転、逆転に切り換えられるもので、トロイダル型無段変速機２４と遊星歯車式変速機２５とを組み合わせて成る。このうちのトロイダル型無段変速機２４は、入力軸１と、１対の入力側ディスク２、２と、出力側ディスク５ａと、複数のパワーローラ６、６とを備える。図示の例では、この出力側ディスク５ａは、１対の出力側ディスクの外側面同士を突き合わせて一体とした如き構造を有する。
【００１３】
又、上記遊星歯車式変速機２５は、上記入力軸１及び一方（図４の右方）の入力側ディスク２に結合固定されたキャリア２６を備える。このキャリア２６の径方向中間部に、その両端部にそれぞれ遊星歯車素子２７ａ、２７ｂを固設した第一の伝達軸２８を、回転自在に支持している。又、上記キャリア２６を挟んで上記入力軸１と反対側に、その両端部に太陽歯車２９ａ、２９ｂを固設した第二の伝達軸３０を、上記入力軸１と同心に、回転自在に支持している。そして、上記各遊星歯車素子２７ａ、２７ｂと、上記出力側ディスク５ａにその基端部（図４の左端部）を結合した中空回転軸３１の先端部（図４の右端部）に固設した太陽歯車３２又は上記第二の伝達軸３０の一端部（図４の左端部）に固設した太陽歯車２９ａとを、それぞれ噛合させている。又、一方（図４の左方）の遊星歯車素子２７ａを、別の遊星歯車素子３３を介して、上記キャリア２６の周囲に回転自在に設けたリング歯車３４に噛合させている。
【００１４】
一方、上記第二の伝達軸３０の他端部（図４の右端部）に固設した太陽歯車２９ｂの周囲に設けた第二のキャリア３５に遊星歯車素子３６ａ、３６ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア３５は、上記入力軸１及び第二の伝達軸３０と同心に配置された、出力軸３７の基端部（図４の左端部）に固設されている。又、上記各遊星歯車素子３６ａ、３６ｂは、互いに噛合すると共に、一方の遊星歯車素子３６ａが上記太陽歯車２９ｂに、他方の遊星歯車素子３６ｂが、上記第二のキャリア３５の周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車３８に、それぞれ噛合している。又、上記リング歯車３４と上記第二のキャリア３５とを低速用クラッチ３９により係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車３８とハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ４０により係脱自在としている。
【００１５】
上述の様な、図４に示した無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ３９を接続すると共に上記高速用クラッチ４０の接続を断った、所謂低速モード状態では、上記入力軸１の動力が上記リング歯車３４を介して上記出力軸３７に伝えられる。そして、前記トロイダル型無段変速機２４の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての変速比、即ち、上記入力軸１と上記出力軸３７との間の変速比が変化する。この様な低速モード状態では、無段変速装置全体としての変速比は、無限大に変化する。即ち、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を調節する事により、上記入力軸１を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸３７の回転状態を、停止状態を挟んで、正転、逆転に変換できる。
【００１６】
尚、この様な低速モード状態での加速若しくは定速走行時に、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクは、上記入力軸１から、キャリヤ２６及び第一の伝達軸２８と太陽歯車３２と中空回転軸３１とを介して出力側ディスク５ａに加わり、更にこの出力側ディスク５ａから各パワーローラ６、６を介して各入力側ディスク２、２に加わる。即ち、加速若しくは定速走行時に上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクは、上記各入力側ディスク２、２が上記各パワーローラ６、６からトルクを受ける方向に循環する。
【００１７】
これに対して、上記低速用クラッチ３９の接続を断ち、上記高速用クラッチ４０を接続した、所謂高速モード状態では、上記入力軸１の動力が上記第一、第二の伝達軸２８、３０を介して上記出力軸３７に伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての変速比が変化する。この場合には、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を大きくする程、無段変速装置全体としての変速比が大きくなる。
尚、この様な高速モード状態での加速若しくは定速走行時に、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクは、各入力側ディスク２、２が各パワーローラ８、８にトルクを付加する方向に加わる。
【００１８】
例えば図４に示す様な構造を有し、入力軸１を回転させた状態のまま出力軸３７を停止させる、所謂無限大の変速比を実現できる無段変速装置の場合、出力軸３７を停止させた状態を含み、変速比を極端に大きくした状態で、上記トロイダル型無段変速機２４に加わるトルクを適正値に維持する事が、トロイダル型無段変速機２４の耐久性確保と、運転操作の容易性確保との面から重要である。何となれば、「回転駆動力＝回転速度×トルク」の関係から明らかな通り、変速比が極端に大きく、上記入力軸１が回転したまま上記出力軸３７が停止又は極低速で回転する状態では、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクが、上記入力軸１に加わるトルクに比べて大きくなる。この為、上記トロイダル型無段変速機２４の耐久性を、このトロイダル型無段変速機２４を大型化する事なく確保する為には、上述の様にトルクを適正値に納める為に厳密な制御を行なう必要が生じる。具体的には、上記入力軸１に入力されるトルクをできるだけ小さくしつつ、上記出力軸３７を停止させる為、駆動源を含めた制御が必要になる。
【００１９】
又、上記変速比が極端に大きな状態では、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比が僅かに変化した場合にも、上記出力軸３７に加わるトルクが大きく変化する。この為、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比調節が厳密に行なわれないと、運転者に違和感を与えたり、運転操作を行ないにくくする可能性がある。例えば、自動車用の自動変速装置の場合、停止時には運転者がブレーキを踏んだままで、停止状態を維持する事が行なわれる。この様な場合に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比調節が厳密に行なわれず、上記出力軸３７に大きなトルクが加わると、停車時に上記ブレーキペダルを踏み込む為に要する力が大きくなり、運転者の疲労を増大させる。逆に、発進時に上記トロイダル型無段変速機２４の変速比調節が厳密に行なわれず、上記出力軸３７に加わるトルクが小さ過ぎると、滑らかな発進が行なわれなくなったり、上り坂での発進時に車両が後退する可能性がある。従って、極低速（例えば２ｋｍ／ｈ以下、更には１ｋｍ／ｈ以下）での走行時若しくは停止時には、駆動源から上記入力軸１に伝達するトルクを制御する他、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比調節を厳密に行なう必要がある。
【００２０】
この様な点を考慮して、特許文献２には、トラニオンを変位させる為の油圧式のアクチュエータ部分の圧力差を直接制御する事により、トロイダル型無段変速機を通過するトルクを規制する構造が記載されている。
但し、上記特許文献２に記載されている様な構造の場合には、上記圧力差のみで制御を行なう為、トロイダル型無段変速機を通過するトルクが目標値に一致した瞬間にトラニオンの姿勢を停止させる事が難しい。具体的には、トルク制御の為に上記トラニオンを変位させる量が大きくなる為、トロイダル型無段変速機を通過するトルクが目標値に一致した瞬間にトラニオンが停止せずにそのまま変位を継続する、所謂オーバシュートが生じ易く、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクの制御が安定しない。
【００２１】
特に、図１〜３に示した一般的なハーフトロイダル型無段変速機の様に、トラニオン７、７の両端部に設けた各枢軸９、９の方向と、入力側、出力側各ディスク２、５の中心軸の方向とが互いに直角方向である、所謂キャストアングルを持たないトロイダル型無段変速機２４の場合に、上記オーバシュートが生じ易い。これに対して、一般的なフルトロイダル型無段変速機の様に、キャストアングルを持った構造の場合には、オーバシュートを収束させる方向の力が作用する為、上記特許文献２に記載されている様な構造でも、十分なトルク制御を行なえるものと考えられる。
【００２２】
【特許文献１】
特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献２】
特開平１０−１０３４６１号公報
【００２３】
【先発明の説明】
この様な事情に鑑みて、本発明者は先に、一般的なハーフトロイダル型無段変速機の様に、キャストアングルを持たないトロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置でも、このトロイダル型無段変速機を通過するトルクの制御を厳密に行なえる方法及び装置を発明した（特願２００２−１１６１８５号）。
図５は、この様な先発明の制御方法及び装置の対象となる、無段変速装置の構造の１例を示している。この図５に示した無段変速装置は、前述の図４に示した従来から知られている無段変速装置と同様の機能を有するものであるが、遊星歯車式変速機２５ａ部分の構造を工夫する事により、この遊星歯車式変速機２５ａ部分の組立性を向上させている。
【００２４】
入力軸１及び１対の入力側ディスク２、２と共に回転するキャリア２６ａの両側面に、それぞれがダブルピニオン型である、第一、第二の遊星歯車４１、４２を支持している。即ち、これら第一、第二の遊星歯車４１、４２は、それぞれ１対ずつの遊星歯車素子４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂにより構成している。そして、これら各遊星歯車素子４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂを、互いに噛合させると共に、内径側の遊星歯車素子４３ａ、４４ａを、出力側ディスク５ａにその基端部（図５の左端部）を結合した中空回転軸３１ａの先端部（図５の右端部）又は伝達軸４５の一端部（図５の左端部）に固設した第一、第二の太陽歯車４６、４７に、外径側の遊星歯車素子４３ｂ、４４ｂをリング歯車４８に、それぞれ噛合させている。
【００２５】
一方、上記伝達軸４５の他端部（図５の右端部）に固設した第三の太陽歯車４９の周囲に設けた第二のキャリア３５ａに遊星歯車素子５０ａ、５０ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア３５ａは、上記入力軸１と同心に配置された出力軸３７ａの基端部（図５の左端部）に固設されている。又、上記各遊星歯車素子５０ａ、５０ｂは、互いに噛合すると共に、一方の遊星歯車素子５０ａを上記第三の太陽歯車４９に、他方の遊星歯車素子５０ｂを、上記第二のキャリア３５ａの周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車３８ａに、それぞれ噛合させている。又、上記リング歯車４８と上記第二のキャリア３５ａとを低速用クラッチ３９ａにより係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車３８ａとハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ４０ａにより係脱自在としている。
【００２６】
この様に構成する改良された無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ３９ａを接続し、上記高速用クラッチ４０ａの接続を断った状態では、上記入力軸１の動力が上記リング歯車４８を介して上記出力軸３７ａに伝えられる。そして、トロイダル型無段変速機２４の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての変速比ｅＣＶＴ　、即ち、上記入力軸１と上記出力軸３７ａとの間の変速比が変化する。この際のトロイダル型無段変速機２４の変速比ｅＣＶＵ　と無段変速装置全体としての変速比ｅＣＶＴ　との関係は、上記リング歯車４８の歯数ｍ４８と前記第一の太陽歯車４６の歯数ｍ４６との比をｉ１　（＝ｍ４８／ｍ４６）とした場合に、次の（１）式で表される。
ｅＣＶＴ　＝（ｅＣＶＵ　＋ｉ１　−１）／ｉ１　　−−−　（１）
そして、例えば上記歯数同士の比ｉ１　が２である場合に、上記両変速比ｅＣＶＵ　、ｅＣＶＴ　同士の関係が、図６に線分αで示す様に変化する。
【００２７】
これに対して、上記低速用クラッチ３９ａの接続を断ち、上記高速用クラッチ４０ａを接続した状態では、上記入力軸１の動力が前記第一の遊星歯車４１、上記リング歯車４８、前記第二の遊星歯車４２、前記伝達軸４５、前記各遊星歯車素子５０ａ、５０ｂ、上記第二のキャリア３５ａを介して、上記出力軸３７ａに伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比ｅＣＶＵ　を変える事により、無段変速装置全体としての変速比ｅＣＶＴ　が変化する。この際のトロイダル型無段変速機２４の変速比ｅＣＶＵ　と無段変速装置全体としての変速比ｅＣＶＴ　との関係は、次の（２）式の様になる。尚、この（２）式中、ｉ１　は上記リング歯車４８の歯数ｍ４８と前記第一太陽歯車４６の歯数ｍ４６との比（ｍ４８／ｍ４６）を、ｉ２　は上記リング歯車４８の歯数ｍ４８と前記第二の太陽歯車４７の歯数ｍ４７との比（ｍ４８／ｍ４７）を、ｉ３　は前記第二のリング歯車３８ａの歯数ｍ３８と前記第三の太陽歯車４９の歯数ｍ４９との比（ｍ３８／ｍ４９）を、それぞれ表している。
ｅＣＶＴ　＝｛１／（１−ｉ３　）｝・｛１＋（ｉ２　／ｉ１　）（ｅＣＶＵ　−１）｝−−−　（２）
そして、上記各比のうち、ｉ１　が２、ｉ２　が２．２、ｉ３　が２．８である場合に、上記両変速比ｅＣＶＵ　、ｅＣＶＴ　同士の関係が、図６に線分βで示す様に変化する。
【００２８】
上述の様に構成し作用する無段変速装置の場合、図６の線分αから明らかな通り、前記入力軸１を回転させた状態のまま、上記出力軸３７ａを停止させる、所謂変速比無限大の状態を造り出せる。但し、この様に入力軸１を回転させた状態のまま上記出力軸３７ａを停止させたり、或は極く低速で回転させる状態では、前述した通り、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクが、駆動源であるエンジンから上記入力軸１に加えられるトルクよりも大きくなる。この為、車両の停止時又は微速運行時には、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクが過大（或は過小に）にならない様にする為、駆動源から上記入力軸１に入力されるトルクを適正に規制する必要がある。
【００２９】
又、上記微速運行時、出力軸３７ａを停止させるのに近い状態、即ち、上記無段変速装置の変速比が非常に大きく、上記入力軸１の回転速度に比べて上記出力軸３７ａの回転速度が大幅に遅い状態では、この出力軸３７ａに加わるトルクが、上記無段変速装置の変速比の僅かな変動により、大幅に変動する。この為、円滑な運転操作を確保する為に、やはり駆動源から上記入力軸１に入力されるトルクを適正に規制する必要がある。
【００３０】
尚、この様な低速モード状態での加速若しくは定速走行時に、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクは、前述の図４に示す従来構造と同様に、入力軸１からキャリヤ２６ａ及び第一の遊星歯車４１と第一の太陽歯車４６と中空回転軸３１ａとを介して出力側ディスク５ａに加わり、更にこの出力側ディスク５ａから各パワーローラ６、６（図４参照）を介して各入力側ディスク２、２に加わる。即ち、加速若しくは定速走行時に上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクは、上記各入力側ディスク２、２が上記各パワーローラ６、６からトルクを受ける方向に循環する。
【００３１】
この為に、先発明による変速比の制御方法及び装置の場合には、図７に示す様にして、上記駆動源から上記入力軸１に入力されるトルクを適正に規制する様にしている。先ず、上記駆動源であるエンジンの回転速度を大まかに制御する。即ち、このエンジンの回転速度を、図７のｗ範囲内の点ａに規制する。これと共に、この制御されたエンジンの回転速度に上記無段変速装置の入力軸１の回転速度を一致させる為に必要とされる、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を設定する。この設定作業は、前述の（１）式に基づいて行なう。即ち、先発明の方法によりエンジンから上記入力軸１に伝達するトルクを厳密に規制する必要があるのは、前記低速用クラッチ３９ａを接続し、前記高速用クラッチ４０ａの接続を断った、所謂低速モード時である。従って、上記入力軸１の回転速度を、必要とする出力軸３７ａの回転速度に対応した値とすべく、上記（１）式により、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を設定する。
【００３２】
又、上記トロイダル型無段変速機２４に組み込んだトラニオン７、７を枢軸９、９の軸方向に変位させる為の油圧式のアクチュエータ１０、１０を構成する１対の油圧室５１ａ、５１ｂ（図３、９参照）の圧力差を、図示しない油圧センサにより測定する。この油圧測定作業は、上記エンジンの回転速度を大まか（但し回転速度を一定に保つ状態）に制御し、これに対応して、上述の様に、（１）式により上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を設定した状態で行なう。そして、測定作業に基づいて求めた上記圧力差により、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴＣＶＵ　を算出する。
【００３３】
即ち、上記圧力差は、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比が一定である限り、このトロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴＣＶＵ　に比例する為、上記圧力差により、このトルクＴＣＶＵ　を求める事ができる。この理由は、前述した様に、上記各アクチュエータ１０、１０が、入力側ディスク２、２から上記出力側ディスク５ａ（或は出力側ディスク５ａから入力側ディスク２、２）に伝達されるトルク（＝トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴＣＶＵ　）に比例する大きさを有する、２Ｆｔなる力を支承する為である。
【００３４】
一方、上記トルクＴＣＶＵ　は、次の（３）式によっても求められる。
ＴＣＶＵ　＝ｅＣＶＵ　・ＴＩＮ／｛ｅＣＶＵ　＋（ｉ１　−１）ηＣＶＵ　｝　−−−　（３）
この（３）式中、ｅＣＶＵ　は上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を、ＴＩＮは上記エンジンから前記入力軸１に入力されるトルクを、ｉ１　は第一の遊星歯車４１に関する遊星歯車変速機の歯数比（リング歯車４８の歯数ｍ４８と第一の太陽歯車４６の歯数ｍ４６との比）を、ηＣＶＵ　は上記トロイダル型無段変速機２４の効率を、それぞれ表している。
【００３５】
そこで、上記圧力差から求めた、実際にトロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴＣＶＵ１と、上記（３）式から求めた、目標とする通過トルクＴＣＶＵ２とに基づいて、この実際に通過するトルクＴＣＶＵ１と目標値ＴＣＶＵ２との偏差△Ｔ（＝ＴＣＶＵ１−ＴＣＶＵ２）を求める。そして、この偏差△Ｔを解消する（△Ｔ＝０とする）方向に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を調節する。尚、上記トルクの偏差△Ｔと、上記圧力差の偏差とは比例関係にあるので、上記変速比の調節作業は、トルクの偏差によっても、圧力差の偏差によっても行なえる。即ち、トルクの偏差による変速比制御と、圧力差の偏差による変速比制御とは、技術的に見て同じ事である。
【００３６】
例えば、図７に示す様に、上記トロイダル型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴＣＶＵ１（測定値）を目標値ＴＣＶＵ２に規制する領域で、前記エンジンが前記入力軸１を駆動するトルクＴＩＮが、この入力軸１の回転速度が高くなる程急激に低くなる方向に変化する場合に就いて考える。この様なエンジンの特性は、電子制御されたエンジンであれば、低速回転域でも容易に得られる。この様なエンジン特性を有する場合で、上記トルクの測定値ＴＣＶＵ１が同じく目標値ＴＣＶＵ２に比べて、各入力側ディスク２、２が各パワーローラ６、６（図２〜４参照）からトルクを受ける方向の偏差を有する場合には、上記入力軸１を駆動するトルクＴＩＮを小さくする為にエンジンの回転速度を増大すべく、無段変速装置全体としての変速比を減速側に変位させる。この為に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を、増速側に変速する。但し、ブレーキペダルを踏んで停止した状態（出力軸３７ａの回転速度＝０）では、上記トロイダル型無段変速機２４の内部で生じる滑り、即ち、入力側、出力側各ディスク２、５ａの内側面と各パワーローラ６、６の周面（図２、４参照）との当接部（トラクション部）で生じる滑りにより吸収できる範囲内で、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比の制御を行なう。従って、この変速比を調節できる許容範囲は、上記当接部に無理な力が加わらない範囲に止まり、低速走行時の場合に比べて限られたものとなる。
【００３７】
例えば、図７で、上記目標値ＴＣＶＵ２がａ点に存在する場合に、上記測定値ＴＣＶＵ１が同図のｂ点に存在する場合には、上記各入力側ディスク２、２が上記パワーローラ６、６からトルクを受ける方向の偏差を有する状態となる。そこで、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比ｅＣＶＵ　を増速側に変更して、無段変速装置（Ｔ／Ｍ）全体としての変速比ｅＣＶＴ　を減速側に変更する。これに合わせてエンジンの回転速度を増速し、トルクを下げる。反対に、上記測定値ＴＣＶＵ１が同図のｃ点に存在する場合には、上記各入力側ディスク２、２が上記パワーローラ６、６にトルクを付加する方向の偏差を有する状態となる。この場合には、上述した場合とは逆に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比ｅＣＶＵ　を減速側に変更して、無段変速装置（Ｔ／Ｍ）全体としての変速比ｅＣＶＴ　を増速側に変更する。これに合わせて、エンジンの回転速度を減速してトルクを上昇させる。
【００３８】
以下、上記圧力差から求めた、実際にトロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴＣＶＵ１が目標値に一致するまで、上述した動作を繰り返し行なう。即ち、１回のトロイダル型無段変速機２４の変速制御だけでは、このトロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴＣＶＵ１を目標値ＴＣＶＵ２に一致させられない場合には、上述した動作を繰り返し行なう。この結果、前記エンジンが前記入力軸１を回転駆動するトルクＴＩＮを、このトロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴＣＶＵ　を目標値ＴＣＶＵ２にする値に近付ける事ができる。尚、この様な動作は、無段変速装置の制御器に組み込んだマイクロコンピュータからの指令により、自動的に、且つ、短時間の間に行なわれる。
【００３９】
尚、図８は、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴＣＶＵ　と上記エンジンが上記入力軸１を回転駆動するトルクＴＩＮとの比（左側縦軸）と、無段変速装置全体としての変速比ｅＣＶＴ　（横軸）と、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比ｅＣＶＵ　（右側縦軸）との関係を示している。実線ａが上記通過トルクＴＣＶＵ　と駆動トルクＴＩＮとの比と、無段変速装置全体としての変速比ｅＣＶＴ　との関係を、破線ｂが上記両変速比ｅＣＶＴ　、ｅＣＶＵ　同士の関係を、それぞれ示している。先発明の場合、上記無段変速装置全体としての変速比ｅＣＶＴ　を所定値に規制した状態で、上記トロイダル型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴＣＶＵ１を上記実線ａ上の点で表される目標値（ＴＣＶＵ２）に規制すべく、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比ｅＣＶＵ　を規制するものである。
【００４０】
先発明の場合、この様に上記トロイダル型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴＣＶＵ１を前記目標値ＴＣＶＵ２である上記実線ａ上の点に規制する為の制御を２段階に分けて、即ち、エンジンの回転速度を大まかに、即ち、上記目標値ＴＣＶＵ２を得られるであろうと考えられる回転速度に制御した後、この回転速度に合わせてトロイダル型無段変速機２４の変速比制御を行なう。この為、従来方法の様なオーバシュートを生じさせる事なく、或は仮に生じたとしても実用上問題ない程度に低く抑えて、上記トロイダル型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴＣＶＵ１を上記目標値ＴＣＶＵ２に規制できる。
【００４１】
次に、上述の様にトロイダル型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴＣＶＵ１を目標値ＴＣＶＵ２に一致させるべく、このトロイダル型無段変速機２４の変速比を制御する部分の油圧回路に就いて、図９により説明する。トラニオン７を枢軸９、９（図３参照）の軸方向（図９の上下方向）に変位させる為の油圧式のアクチュエータ１０を構成する１対の油圧室５１ａ、５１ｂに、制御弁１２を通じて、圧油を給排自在としている。この制御弁１２を構成するスリーブ１４は、ステッピングモータ１３により、ロッド５２とリンク腕５３とを介して軸方向に変位自在としている。又、上記制御弁１２を構成するスプール１５は、リンク腕１９とプリセスカム１８とロッド１７とを介して上記トラニオン７と係合させ、このトラニオン７の軸方向変位及び揺動変位に伴って、軸方向に変位自在としている。以上の構成は、従来から知られている、トロイダル型無段変速機の変速比制御機構と、基本的に同じである。
【００４２】
特に先発明の場合には、上記スリーブ１４を、上記ステッピングモータ１３により駆動するのに加えて、油圧式の差圧シリンダ５４によっても駆動する様にしている。即ち、上記スリーブ１４に基端部を結合した上記ロッド５２の先端部を上記リンク腕５３の中間部に枢支すると共に、このリンク腕５３の両端部に設けた長孔に、上記ステッピングモータ１３或は上記差圧シリンダ５４の出力部に設けたピンを係合させている。上記リンク腕５３の一端部に設けた長孔内のピンが押し引きされる場合、他端部の長孔内のピンは支点となる。この様な構成により、上記スリーブ１４を、上記ステッピングモータ１３による他、上記差圧シリンダ５４によっても軸方向に変位させられる様にしている。先発明の場合、この差圧シリンダ５４による上記スリーブ１４の変位により、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴＣＶＵ　に応じてこのトロイダル型無段変速機２４の変速比ｅＣＶＵ　を調節する様にしている。
【００４３】
この為に先発明の場合には、上記差圧シリンダ５４に設けた１対の油圧室５５ａ、５５ｂ内に、補正用制御弁５６を通じて、互いに異なる油圧を導入自在としている。これら各油圧室５５ａ、５５ｂに導入される油圧は、前記アクチュエータ１０を構成する１対の油圧室５１ａ、５１ｂ内に作用する油圧ＰＤＯＷＮ、ＰＵＰの差圧△Ｐと、上記補正用制御弁５６の開度調節用の１対の電磁弁５７ａ、５７ｂの出力圧の差圧△Ｐ０　とに基づいて決定される。即ち、これら両電磁弁５７ａ、５７ｂの開閉は、これら両電磁弁５７ａ、５７ｂの出力圧の差圧△Ｐ０　が前記トロイダル型無段変速機２４の目標トルクＴＣＶＵ２に対応する目標差圧となる様に、図示しない制御器（コントローラ）により演算され、この制御器から出力される出力信号に基づいて制御される。従って、上記補正用制御弁５６を構成するスプール５８には、上記アクチュエータ１０の油圧室５１ａ、５１ｂ内に作用する油圧の差圧△Ｐに応じた力と、これに対抗する力となる、上記目標トルクＴＣＶＵ２に対応する目標差圧である上記電磁弁５７ａ、５７ｂの出力圧の差圧△Ｐ０　とが作用する。
【００４４】
上記トロイダル型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴＣＶＵ１と上記目標トルクＴＣＶＵ２とが一致する場合、即ち、これら通過トルクＴＣＶＵ１と目標トルクＴＣＶＵ２との差△Ｔが０の場合には、上記アクチュエータ１０の油圧室５１ａ、５１ｂ内に作用する油圧の差圧△Ｐに応じた力と、上記電磁弁５７ａ、５７ｂの出力圧の差圧△Ｐ０　に応じた力とが釣り合う。この為、上記補正用制御弁５６を構成するスプール５８は中立位置となり、上記差圧シリンダ５４の油圧室５５ａ、５５ｂに作用する圧力も等しくなる。この状態では、この差圧シリンダ５４のスプール５９は中立位置となり、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比は変わらない（補正されない）。
【００４５】
一方、上記トロイダル型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴＣＶＵ１と上記目標トルクＴＣＶＵ２との間に差が生じると、上記アクチュエータ１０の油圧室５１ａ、５１ｂ内に作用する油圧の差圧△Ｐに応じた力と、上記電磁弁５７ａ、５７ｂの出力圧の差圧△Ｐ０　に応じた力との釣り合いが崩れる。そして、上記通過トルクＴＣＶＵ１と目標トルクＴＣＶＵ２との差△Ｔの大きさ及び方向に応じて上記補正用制御弁５６を構成するスプール５８が軸方向に変位し、上記差圧シリンダ５４の油圧室５５ａ、５５ｂ内に、上記△Ｔの大きさ及び方向に応じた適切な油圧が導入される。そしてこの結果、上記差圧シリンダ５４のスプール５９が軸方向に変位し、これに伴って、前記制御弁１２を構成するスリーブ１４が軸方向に変位する。この結果、前記トラニオン７が枢軸９、９の軸方向に変位して、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比が変わる（補正される）。尚、この様にして変速比が変化する方向、及び変化する量は、前述の図７〜８により説明した通りである。又、この様にトロイダル型無段変速機２４の変速比が変位する量、即ち補正される量（変速比の補正量）は、このトロイダル型無段変速機２４の変速比幅に対して十分小さいものである。
【００４６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様な先発明に係る無段変速装置の場合、トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクを目標値にすべく、差圧シリンダ５４により制御弁１２のスプール１４を変位させるタイミングに就いて、特に考慮していない。この為、そのままでは、上記差圧シリンダ５４による上記トロイダル型無段変速機２４の変速比制御は、上記無段変速装置の変速比が特に大きな（∞に近い）場合以外にも行なわれる事になる。一方、低速用クラッチ３９、３９ａと高速用クラッチ４０、４０ａとの断接に基づく、低速モードと高速モードとの切換時には、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクが、その方向及び大きさを含めて、大きく変化する。又、低速モード時にも、変速比が∞の状態（入力軸１を回転させたまま出力軸３７、３７ａを停止させる状態）を挟んで、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクの方向が変化する。
【００４７】
前述した図８の実線ａは、無段変速装置の速度比（出力軸３７ａの回転速度／入力軸１の回転速度）に応じて、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルク（通過トルク）が変化する状態を示している。又、図１０は、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクを一定とした場合に、上記無段変速装置の速度比に応じて、この無段変速装置の入力トルクが変化する状態を示している。図８の左側の縦軸と、図１０の縦軸とは、互いに逆数の関係にある。この様な図８の実線ａ及び図１０から、上記通過トルクは、上記変速比が∞の状態を挟んだ場合、及び、低速モードと高速モードとの切換時に、不連続的に変化する事が分かる。
【００４８】
この様な通過トルクの不連続的な変化に対応して、上記先発明の構造により上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を補正すると、この変速比が急に変化する事になる。このうち、変速比が∞の状態を挟んで変化する場合には、車両の進行方向も変わる。又、その間に車両が一時的にしろ停止する。この為、上記差圧シリンダ５４の作動に伴う変速比補正が行なわれても、特に運転者等の乗員に違和感を与える事はない。
【００４９】
これに対して、上記低速モードと高速モードとの切換時は、車両が前方に走行している状態にある為、上記差圧シリンダ５４の作動に伴う変速比補正が行なわれると、不必要な変速に伴う変速ショックや、エンジン回転数の急激な変動を生じ、運転者を初めとする乗員に違和感を与える可能性がある。
本発明の無段変速装置は、この様な事情に鑑みて、乗員に不快感を与える様な急な変速動作が行なわれない様にすべく、発明したものである。
【００５０】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速装置は、前述の図４に示した従来から知られている、或は図５に示した先発明に係る無段変速装置と同様に、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、低速モードと高速モードとを切り換える為のクラッチ機構とを組み合わせて成る。そして、このうちの低速モード時には、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で、駆動源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及び逆転に変換自在とし、上記高速モード時には、上記出力軸の回転状態（回転方向及び回転、停止の状態を言い、速度の大きさは含まない）を変える事なく、上記トロイダル型無段変速機の変速比を変える事により、上記入力軸と上記出力軸との間の変速比を変更する。
【００５１】
又、上記トロイダル型無段変速機は、相対回転を自在として互いに同心に支持された、少なくとも１対のディスクと、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トラニオンと、これら各トラニオンをそれぞれ、これら各トラニオンの傾斜中心となる枢軸の軸方向に変位させるアクチュエータと、上記１対のディスク同士の間の変速比を所望値に規制すべく上記アクチュエータを作動させる為の変速比設定用アクチュエータとを備えたものである。
更に、本発明の無段変速装置は、この変速比設定用アクチュエータの作動及び上記クラッチ機構の断接を制御する為の制御器を備える。
【００５２】
又、本発明の無段変速装置は何れも、この制御器は、次の（１）（２）の機能を有するものである。
（１）　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、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及び逆転に変換自在とする機能（請求項１、２の▲１▼の機能）。
（２）　上記トロイダル型無段変速機の変速比を変える事により、このトロイダル型無段変速機を通過するトルクを調節する機能（請求項１、２の▲２▼の機能）。
【００５３】
更に、請求項１に係る発明の場合には次の（３）　の機能を、請求項２に係る発明の場合には次の（４）　の機能を、それぞれ有する。
（３）　上記クラッチ機構が上記低速モードと上記高速モードとを切り換える際に、上記▲２▼のトルク調節機能を停止させる機能（請求項１の▲３▼の機能）。
（４）　上記▲１▼の機能に基づく上記入力軸と上記出力軸との間の変速比が所定値以下の場合を除き、上記▲２▼のトルク調節機能を停止させる機能（請求項２の▲３▼の機能）。
【００５４】
【作用】
上述の様に構成する本発明の無段変速装置の場合、請求項１、２の何れの構造でも、クラッチ機構が低速モードと高速モードとを切り換える際に、無段変速装置を通過するトルクを調整する為に、トロイダル型無段変速機の変速比が調節される事はない。この為、このトロイダル型無段変速機を通過するトルクが、上記両モードの切り換えに伴って急変動した場合でも、このトロイダル型無段変速機の変速比が不必要に変化する事はない。
【００５５】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴は、トロイダル型無段変速機２４と遊星歯車式変速機２５、２５ａと低速用、高速用両クラッチ３９、３９ａ、４０、４０ａとを組み合わせた無段変速装置で、これら両クラッチ３９、３９ａ、４０、４０ａの断接に伴うモード変更時に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比が不必要に調節されない様にする点にある。図面に現れる構造に関しては、前述の図４に示した従来構造、或は前述の図５に示した先発明に係る構造と同様である。
【００５６】
要するに本発明は、トロイダル型無段変速機２４に設けた少なくとも１対のディスクのうちの一方のディスクを、遊星歯車式変速機２５、２５ａに存在する３個所の動力伝達部（太陽歯車、リング歯車、キャリア）のうちの何れか１個の動力伝達部に結合すると共に、他方のディスクを別の動力伝達部に結合し、これら両動力伝達部の差動を、残りの動力伝達部に結合した出力軸から取り出す構造を前提とする。そして、低速用、高速用両クラッチ３９、３９ａ、４０、４０ａの断接により、低速モードと高速モードとを切り換え自在としている。又、低速モード状態で無段変速装置全体としての速度比が大きい（∞に近い）場合に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を調節して、出力軸３７、３７ａに加わるトルクを適正値にする部分（請求項１、２の▲１▼▲２▼の機能を発揮する部分）に就いては、前述の図７〜９により説明した先発明の場合と同様である。
【００５７】
特に本発明は、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比の調節及び低速用、高速用両クラッチ３９、３９ａ、４０、４０ａの断接を行なう為の制御器に次の（１）（２）の機能のうちの何れかの機能を持たせる事により、モード変更時に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比が不用意に調節されない様にしている。
（１）　クラッチ機構を構成する低速用、高速用両クラッチ３９、３９ａ、４０、４０ａが低速モードと高速モードとを切り換える際に、上記図７〜９により説明した、先発明のトルク調節機能を停止させる機能（請求項１の▲３▼の機能）。
（２）　無段変速装置の入力軸１と出力軸３７、３７ａとの間の変速比が所定値以下、即ち、入力軸１の回転に拘らず、出力軸３７、３７ａが停止若しくは極低速で回転している場合を除き、上記先発明のトルク調節機能を停止させる機能（請求項２の▲３▼の機能）。
【００５８】
上記（１）（２）の機能のうち、（１）　の機能は、上記低速用、高速用両クラッチ３９、３９ａ、４０、４０ａが低速モードと高速モードとを切り換えるタイミングを検出し、この切り換えの前後にのみ、上記先発明のトルク調節機能を停止させるものである。この為に制御器は、その時点での入力軸１と出力軸３７、３７ａとの間の変速比を算出しつつ、上記両モードの切り換えのタイミングを予測する。これら両モードの切り換えは、トロイダル型無段変速機２４の状態（変速比）が同じでこれら両モードでの無段変速装置全体としての変速比が一致する時点で行なう為、その時点での上記トロイダル型無段変速機２４の変速比、並びにこの変速比が変化する方向を観察する事で、上記切り換えのタイミングを予測できる。そこで、切り換えが行なわれる瞬間に、或はこの切り換えが行なわれる少し以前から、上記トルク調節機能を停止させる。
【００５９】
このトルク調節機能を停止させる事は、例えば図９に示した差動シリンダ５４の出力ロッドにロック機構を組み込む事でも実現できるが、電磁弁５７ａ、５７ｂの開閉により上記差動シリンダ５４のスプール５９を一端側に変位させたままとする事によっても実現できる。又、このスプール５９を一端側に変位させたままにする為には、上記制御器が、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクの目標値を、極端な値に固定する事で実現できる。即ち、この目標値を、上記モード切り換えの前後で実現する最も大きな値にする。この点に就いて、図１０を参照しつつ説明する。
【００６０】
低速用クラッチ３９、３９ａを接続し、高速用クラッチ４０、４０ａの接続を断った低速モード状態での前進時に、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクを一定と仮定した場合には、変速比を減速側に変化させ、無段変速装置全体としての変速比を増速側に変化させる程、この無段変速装置全体としての入力トルク（の絶対値）が上昇する事になる。但し、実際の場合、この無段変速装置全体としての入力トルクが、駆動源であるエンジンの出力トルクを上回る事はない。そこで、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクの目標値を、上記エンジンの出力トルクの最大値に応じて求められる、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクと言った、極端な値に固定すれば、実際上、このトロイダル型無段変速機２４の変速比が調節される事はない（補正が禁止される）。
【００６１】
即ち、上記トロイダル型無段変速機２４の通過トルクの目標値を極端な値に固定する結果、上記電磁弁５７ａ、５７ｂの開閉に基づいて上記スプール５９が一端側（図９の右端側又は左端側）に変位したままとなり、上記先発明の構造によるトルク調節機能は、実際上働かなくなる。この為、上記低速用、高速用両クラッチ３９、３９ａ、４０、４０ａの断接により低速モードと高速モードとを切り換えるのに伴って、図１０の鎖線ａで囲んだ部分に示す様に、トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクが急変動する際にも、このトロイダル型無段変速機２４の変速比が調節される事はない。
【００６２】
前記（１）　の機能により、前記先発明のトルク調節機能を停止させて、モード切り換えに伴うトルク変動によりトロイダル型無段変速機２４の変速比が調節される事を防止した場合、上記モード切り換え後に、上記先発明のトルク調節機能を復活させる。この復活のタイミングは、例えば次の（ａ）　〜（ｃ）　の何れかにより求める。
（ａ）　予め実験により求めた所定時間後に、上記トルク調節機能を復活させる。
（ｂ）　上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクの方向が逆転した事を検出した後、上記トルク調節機能を復活させる。
（ｃ）　上記低速用、高速用両クラッチ３９、３９ａ、４０、４０ａの断接状態をモニターして、上記モード切り換えが行なわれたと判断した後に、上記トルク調節機能を復活させる。
【００６３】
又、前記（２）　の機能は、無段変速装置が低速モード状態にあり、この無段変速装置全体の変速比が次第に大きくなる（変速比が図１０の横軸の左から右に変化する）過程で、上記先発明のトルク調節機能を停止させる事により実現する。即ち、図１０の鎖線ｂで示した部分を、同図の左上から右下に向け通過する過程で、上記トルク調節機能を停止させる。この結果、上記低速用、高速用両クラッチ３９、３９ａ、４０、４０ａの断接により低速モードと高速モードとを切り換えるのに伴って、トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクが急変動する際に、このトロイダル型無段変速機２４の変速比が調節される事はない。これに対して、上記図１０の鎖線ｂで示した部分を、同図の右下から左上に向け通過する過程で、上記トルク調節機能を復活させる。従って、入力軸１を回転させたまま出力軸３７、３７ａを停止若しくは極低速で回転させる場合には、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比調節により、上記出力軸３７、３７ａのトルクを厳密に制御できる。
【００６４】
尚、上記（２）　の機能を実現すべく、上記先発明のトルク調節機能を停止させる為には、前述した（１）　の機能を実現する場合と同様に、通過トルクの目標値を、エンジンの出力トルクの最大値に応じて上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクと言った、極端な値に固定する他、次の様な方法も採用できる。即ち、上記図１０の鎖線ｂで示した部分を、同図の左上から右下に向け通過する過程で、上記通過トルクの目標値を、その時点での通過トルクに固定する。図８の実線ａから明らかな通り、低速モードでの前進時に上記通過トルクは、モード変更の時点に向け（図８の右側に向う程）小さくなる。又、モード変更後も、増速側に向かう程上記通過トルクは小さくなる。従って、上記図１０の鎖線ｂで示した部分での通過トルクを目標値として固定すれば、上記先発明のトルク調節機能は実際上働かなくなり（停止し）、モード切り換えに伴うトルク変動に拘らず、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比が不必要に調節される事がなくなる。この様に、上記図１０の鎖線ｂで示した部分での通過トルクを目標値として固定する場合には、この目標値固定に伴って、その時点で上記トロイダル型無段変速機２４の変速比が変動する事がなくなり、運転者等の乗員に与える違和感を、より低く抑える事ができる。これに対して、上記通過トルクが上記目標値として固定した値よりも大きくなった場合に、上記先発明のトルク調節機能を復活させる。この結果、入力軸１を回転させたまま出力軸３７、３７ａを停止若しくは極低速で回転させる場合に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比調節により、上記出力軸３７、３７ａのトルクを厳密に制御できる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の無段変速装置は、以上に述べた通り構成され作用するので、停止若しくは極低速走行時にも所望の出力トルクを得られる構造で、低速モードと高速モードとの切り換え時に不必要な変速比変更が行なわれる事を防止できる。この結果、運転者を初めとする乗員に違和感を与える事を防止して、上記無段変速装置の実現に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来から知られているトロイダル型無段変速機の１例を示す断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】同Ｂ−Ｂ断面図。
【図４】従来から知られている無段変速装置の１例を示す略断面図。
【図５】先発明に係る制御装置により変速比を制御する無段変速装置の１例を示す略断面図。
【図６】この無段変速装置に組み込んだトロイダル型無段変速機（ＣＶＵ）の変速比と、この無段変速装置（Ｔ／Ｍ）全体としての変速比との関係を示す線図。
【図７】先発明に係る制御装置で変速比を制御する状態を説明する為、エンジンの回転速度とトルクとの関係を示す線図。
【図８】トロイダル型無段変速機を通過するトルク及び変速比と、無段変速装置全体としての変速比との関係を示す線図。
【図９】先発明の無段変速装置を構成する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１０】トロイダル型無段変速機を通過するトルクに対する無段変速装置の入力トルクと、無段変速装置全体としての変速比との関係を示す線図。
【符号の説明】
１　　入力軸
２　　入力側ディスク
３　　ボールスプライン
４　　出力歯車
５、５ａ　出力側ディスク
６　　パワーローラ
７　　トラニオン
８　　支持軸
９　　枢軸
１０　　アクチュエータ
１１　　支持板
１２　　制御弁
１３　　ステッピングモータ
１４　　スリーブ
１５　　スプール
１６　　ピストン
１７　　ロッド
１８　　プリセスカム
１９　　リンク腕
２０　　同期ケーブル
２１　　カム面
２２　　駆動軸
２３　　押圧装置
２４　　トロイダル型無段変速機
２５、２５ａ　遊星歯車式変速機
２６、２６ａ　キャリア
２７ａ、２７ｂ　遊星歯車素子
２８　　第一の伝達軸
２９ａ、２９ｂ　太陽歯車
３０　　第二の伝達軸
３１、３１ａ　中空回転軸
３２　　太陽歯車
３３　　遊星歯車素子
３４　　リング歯車
３５、３５ａ　第二のキャリア
３６ａ、３６ｂ　遊星歯車素子
３７、３７ａ　出力軸
３８、３８ａ　第二のリング歯車
３９、３９ａ　低速用クラッチ
４０、４０ａ　高速用クラッチ
４１　　第一の遊星歯車
４２　　第二の遊星歯車
４３ａ、４３ｂ　遊星歯車素子
４４ａ、４４ｂ　遊星歯車素子
４５　　伝達軸
４６　　第一の太陽歯車
４７　　第二の太陽歯車
４８　　リング歯車
４９　　第三の太陽歯車
５０ａ、５０ｂ　遊星歯車素子
５１ａ、５１ｂ　油圧室
５２　　ロッド
５３　　リンク腕
５４　　差圧シリンダ
５５ａ、５５ｂ　油圧室
５６　　補正用制御弁
５７ａ、５７ｂ　電磁弁
５８　　スプール
５９　　スプール
【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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【図１０】
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