JP4735066B2 - 無段変速装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両（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する。具体的には、低速モードと高速モードとの切換時（モード切換時）に、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクの変動に基づく、このトロイダル型無段変速機の変速比の変化（トルクシフト）に拘らず、運転者を初めとする乗員に与える違和感を抑えられる構造を、低コストで実現するものである。

自動車用変速装置としてトロイダル型無段変速機を使用する事が、例えば特許文献１、２、非特許文献１、２等の多くの刊行物に記載され、且つ、一部で実施されて周知である。又、変速比の変動幅を大きくすべく、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせた無段変速装置も、例えば特許文献３〜７に記載される等により、従来から広く知られている。このうちの特許文献３には、トロイダル型無段変速機のみで動力を伝達するモード（低速モード）と、差動ユニットである遊星歯車式変速機により主動力を伝達し、上記トロイダル型無段変速機により変速比の調節を行なう、所謂パワースプリット状態を実現するモード（高速モード）とを備えた無段変速装置が記載されている。又、上記特許文献４〜７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、停止状態を挟んで正転、逆転に切り換えられる、所謂ギヤードニュートラル状態を実現できるモード（低速モード）を備えた無段変速装置が記載されている。

図１４〜１５は、特許文献６〜７に記載された、ギヤードニュートラル状態を実現できるモードを備えた無段変速装置を示している。このうちの図１４は無段変速装置のブロック図を、図１５は、この無段変速装置を制御する油圧回路を、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、直接又は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５に伝達される。そして、この遊星歯車式変速機５の構成部材の差動成分が、クラッチ装置６、即ち、図１５の低速用、高速用各クラッチ７、８を介して、出力軸９に取り出される。

又、上記トロイダル型無段変速機４は、それぞれが第一、第二のディスクである入力側、出力側各ディスク１０、１１と、複数個のパワーローラ１２と、それぞれが支持部材である複数個のトラニオン（図示省略）と、アクチュエータ１３（図１５）と、押圧装置１４と、変速比制御ユニット１５とを備える。このうちの入力側、出力側各ディスク１０、１１は、互いに同心に、且つ相対回転自在に配置されている。又、上記各パワーローラ１２は、互いに対向する上記入力側、出力側各ディスク１０、１１の内側面同士の間に挟持されて、これら入力側、出力側各ディスク１０、１１同士の間で動力を伝達する。又、上記各トラニオンは、上記各パワーローラ１２を回転自在に支持している。

又、上記アクチュエータ１３は、油圧式のもので、上記各パワーローラ１２を支持した上記各トラニオンを、それぞれの両端部に設けた枢軸の軸方向に変位させて、上記入力側ディスク１０と出力側ディスク１１との間の変速比を変える。又、上記押圧装置１４は、油圧式のもので、上記入力側ディスク１０と上記出力側ディスク１１とを互いに近付く方向に押圧する。又、上記変速比制御ユニット１５は、上記入力側ディスク１０と出力側ディスク１１との間の変速比を所望値にする為に、上記アクチュエータ１３の変位方向及び変位量を制御する。

図示の例の場合、上記変速比制御ユニット１５は、制御器１６と、この制御器１６からの制御信号に基づいて切り換えられる、ステッピングモータ１７と、ライン圧制御用電磁開閉弁１８と、電磁弁１９と、シフト用電磁弁２０と、これら各部材１７〜２０により作動状態を切り換えられる制御弁装置２１とにより構成している。尚、この制御弁装置２１は、変速比制御弁２２と、差圧シリンダ２３と、補正用制御弁２４ａ、２４ｂと、高速クラッチ用、低速クラッチ用各切換弁２５、２６（図１５）とを合わせたものである。このうちの変速比制御弁２２は、上記アクチュエータ１３への油圧の給排を制御するものである。又、上記差圧シリンダ２３は、前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）に応じて、このトロイダル型無段変速機４の変速比を補正すべく、上記変速比制御弁２２の切換状態を調節する為のものである。又、上記補正用制御弁２４ａ、２４ｂは、上記差圧シリンダ２３への圧油の給排を制御するものである。更に、上記高速クラッチ用、低速クラッチ用各切換弁２５、２６は、前記低速用、高速用各クラッチ７、８への圧油の導入状態を切り換えるものである。

又、前記ダンパ２部分から取り出した動力により駆動されるオイルポンプ２７（図１５の２７ａ、２７ｂ）から吐出した圧油は、上記制御弁装置２１や上記押圧装置１４等に送り込まれる。即ち、油溜２８（図１５）から吸引されて上記オイルポンプ２７ａ、２７ｂにより吐出された圧油を、調圧弁２９ａ、２９ｂで所定圧に調整自在としている。又、これら両調圧弁２９ａ、２９ｂのうち、上記押圧装置１４並びに手動油圧切換弁３０側に送る油圧を調整する為の調圧弁２９ａによる調整圧を、上記ライン圧制御用電磁開閉弁１８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２９ａ、２９ｂにより圧力を調整された圧油を、前記変速比制御弁２２を介して前記アクチュエータ１３に送り込み自在とする他、前記差圧シリンダ２３のストロークを調節する為の前記補正用制御弁２４ａ、２４ｂに、前記電磁弁１９の開閉に基づいて送り込み自在としている。

又、この圧油は、上記手動油圧切換弁３０と、前記高速クラッチ用切換弁２５又は低速クラッチ用切換弁２６とを介して、前記低速用クラッチ７又は高速用クラッチ８の油圧室内に送り込み自在としている。又、これら低速用、高速用各クラッチ７、８のうちの低速用クラッチ７は、減速比を大きくする｛変速比無限大（ギヤードニュートラル状態）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８は、上記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、これら低速用、高速用各クラッチ７、８への圧油の給排状態は、前記シフト用電磁弁２０の切換に応じて切り換えられる。

上述の様な図１４〜１５に示した無段変速装置の運転時、前記制御器１６の制御信号に基づき上記シフト用電磁弁２０を切り換える事により、上記低速用、高速用各クラッチ７、８の断接状態を切り換えて、低速モードと高速モードとの切り換えを行なう。この様な切換の際、トロイダル型無段変速機４の変速比が理論通りにモード切換の前後で一致すれば、変速ショックを生じる事なくモード切換を滑らかに行なえる。ところが、実際の場合に上記トロイダル型無段変速機４の変速比は、このトロイダル型無段変速機４を通過するトルクの変動に伴って変化する。この理由は、このトロイダル型無段変速機４の構成部品が、各部の弾性変形や組み付けの為に不可避な隙間の存在等に基づいて変位する為である。即ち、このトロイダル型無段変速機４を通じて送られるトルク（通過トルク）の大きさや方向が変動すると、このトロイダル型無段変速機４の構成部品の変位方向や変位量が変化し、その結果、このトロイダル型無段変速機４の変速比が、変速の為の指令が出ていないにも拘らず変化する、所謂トルクシフトを生じる。

図１６は、この様な通過トルクの変動に伴うトロイダル型無段変速機の変速比の変動状態を知る為に行なった実験の結果を示している。実験は、トロイダル型無段変速機の変速比を１（等速）とし、入力軸の回転速度を２０００min^-1 とし、トラクションオイルの温度を実際に自動車が走行状態にある場合と同様に上昇させた状態で行なった。この様な条件の下で、上記入力軸に加えるトルクを、−２５０Ｎ・ｍと＋３５０Ｎ・ｍとの間で変化させた。トルクの変化は、慣性の影響を極力排除する為、徐々に行なった。尚、上記入力軸に加えるトルクが負の状態とは、出力側ディスクから入力側ディスクにトルクが伝わる状態である。この様な実験の結果を表す図１６から明らかな通り、トロイダル型無段変速機の変速比は、通過するトルクの大きさと方向とが変化する事によって、無視できない程変化する。特に、トルクの方向が変化する（入力トルクが０を境に変動する）瞬間には、変速比が大きく変化する。

一方、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機等の差動ユニットとを組み合わせた無段変速装置の場合、前述の図１４〜１５に示したギヤードニュートラル状態を実現できるものにしても、前記特許文献３に記載されたパワースプリット状態を実現できるものにしても、モード切換の瞬間に、トロイダル型無段変速機を通過するトルクの方向が変化（逆転、反転）する。この点に就いて、図１７により説明する。この図１７は、上記図１４〜１５に示した様なギヤードニュートラル状態を実現できる無段変速装置で、この無段変速装置全体としての速度比と、トロイダル型無段変速機を通過するトルクの方向（±）及び大きさと、このトロイダル型無段変速機の変速比との関係を示している。上記図１７中、実線ａは無段変速装置に入力されたトルクに対するトロイダル型無段変速機を通過するトルクの割合を、同じく破線ｂはトロイダル型無段変速機の変速比を、それぞれ表している。無段変速装置の低速モードと高速モードとは、上記破線ｂの折れ曲がり部である、点ｃ部分で切り換わる。そして、このモード切換に伴って、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクの大きさが不連続的に変化し、しかも方向が逆転する。

この様にモード切換に伴ってトロイダル型無段変速機を通過するトルクの大きさ及び方向が変化すると、このトルクの変化に基づき上記トロイダル型無段変速機の変速比が、制御器からの変速制御に関係なく変化する（トルクシフトする）。そして、この様にトロイダル型無段変速機の変速比が変化すると、この変速比の変化に伴い無段変速装置全体としての速度比も変化する。この様な無段変速装置全体としての速度比の変化は、例えばエンジンの回転数（回転速度）を急激に変化させる等、好ましくない。より具体的には、例えば上記エンジンの回転数が急上昇して（吹き上がって）予測しない変速ショック（トルク抜け感、押し出し感）を生じる等、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。

一方、モード切換を滑らかに行なわせる為の技術として、特許文献８、９には、トロイダル型無段変速機（やベルト式無段変速機）を組み込んだ無段変速装置に於いて、このトロイダル型無段変速機の変速比を所定値に維持した状態（変速指令を出さない状態）でモード切換（通過トルクの反転）を行なう事により、このモード切換時のショックを低減する技術が記載されている。又、特許文献１０には、トロイダル型無段変速機を通過して遊星歯車式変速機に入力される動力の回転速度と、このトロイダル型無段変速機を通過せずにこの遊星歯車式変速機に入力される動力の回転速度とを一致させた状態で、モード切換を行なう事により、このモード切換時のクラッチの接続を滑らかに行なう技術が記載されている。又、特許文献１１には、モード切換中にトロイダル型無段変速機を通過するトルクに基づく変速比調節機能を停止する事により、モード切換を円滑に行なわせる技術が記載されている。

但し、上述の様な各特許文献８〜１１に記載された従来技術の場合は、前述した様なトルクシフトに基づく不都合を十分に防止できない可能性がある。即ち、上記特許文献８、９、１１に記載された従来技術の場合、モード切換時に変速比を所定値に保とうとしても（変速指令を出さなくても、変速比調節機能を停止させても）、上述の様なトルクシフトに基づき変速比が変動する可能性がある。又、上記特許文献１０に記載された従来技術の場合は、回転速度を一致させた状態でクラッチを接続しても、このクラッチの接続の際にトルクシフトに基づき変速比が変動する可能性がある。そして、この様に変速比が変動すると、この変速比の変動に伴い無段変速装置全体の速度比も変化して、前述した様に乗員に違和感を与える可能性がある。

一方、特許文献１２には、モード切換時に、それまで接続されていたクラッチとそれまで接続されていなかったクラッチとの両方のクラッチを同時に接続させる事により、これら各クラッチの断接を円滑に行なう技術が記載されている。又、特許文献１３には、パワースプリット状態を実現できる無段変速装置に於いて、低速モードから高速モードに切り換える際の低速用クラッチの接続を断つタイミングと、高速モードから低速モードに切り換える際の高速用クラッチの接続を断つタイミングとを異ならせる事により、これら低速用、高速用両クラッチを同時に接続する時間を確保する技術が記載されている。又、特願２００４−１８５２７７号には、低速用、高速用各クラッチの断接を切り換える為の低速クラッチ用、高速クラッチ用各切換弁の切り換えに遅延時間を設定する事により、モード切換時に両方のクラッチを同時に接続させる時間を造り出す発明が開示されている。又、特許文献１４には、モード切換中にトロイダル型無段変速機の変速比を補正（調節）する事により、トルクシフトに基づく変速ショックを低減する技術が記載されている。更に、特許文献１５には、モード切換時に、接続すべきクラッチの圧力（クラッチ圧）が所定の値以上になった時点、又は、モード切換制御の開始から所定時間経過した時点で、低速用、高速用両クラッチが同時に接続されていると判断して、トロイダル型無段変速機の変速比を補正する技術が記載されている。

上述の様な特許文献１２〜１３に記載された従来技術、並びに、特願２００４−１８５２７７号に開示された技術は、モード切換時に低速用、高速用両クラッチを同時に接続する。この為、上記特許文献１４、１５に記載されている様に、トロイダル型無段変速機の変速比を補正すれば、前述した様なトルクシフトに基づく変速比の変化、延いては無段変速装置全体の速度比の変化を低減して、前述した様な乗員に違和感を与える事を防止できると考えられる。但し、この様な特許文献１２〜１５に記載された従来技術の場合、トロイダル型無段変速機の変速比を補正する為の構造や機構が複雑になり、コストが嵩む可能性がある。

又、特許文献１６には、モード切換時のトロイダル型無段変速機の変速比の変化量（トルクシフト量）を見込んで、クラッチの断接のタイミングを補正（調節）する事により、モード切換の前後で無段変速装置全体の速度比を一致させる技術が記載されている。この様な技術を採用すれば、トルクシフトに拘らず、モード切換前後で無段変速装置全体の速度比を一致させる事ができ、前述の様な乗員に違和感を与える事を防止できる。但し、この様な特許文献１６に記載された従来技術の場合は、モード切換の前後で無段変速装置全体の速度比を一致させる為の制御が高度で複雑になり、コストが嵩む可能性がある。

特許第２７３４５８３号公報 特開平５−３９８５０号公報 特開平１０−１９６７５９号公報 特開２００３−３０７２６６号公報 特開２０００−２２０７１９号公報 特開２００４−２２５８８８号公報 特開２００４−２１１８３６号公報 特開２００２−１３９１４０号公報 特開２００２−２７６７８９号公報 特開平１１−１０８１４７号公報 特開２００４−１２５１１９号公報 特開平９−２１０１９１号公報 特開２００３−２０７０４２号公報 特開２００３−１９４２０７号公報 特開２００２−１３６２７号公報 特開２００４−１１６５７６号公報 青山元男著、「別冊ベストカー 赤バッジシリーズ２４５／クルマの最新メカがわかる本」、株式会社三雄社／株式会社講談社、平成１３年１２月２０日、ｐ．９２−９３ 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

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、モード切換時に、トロイダル型無段変速機を通過するトルクの変動に基づくこのトロイダル型無段変速機の変速比の変化( トルクシフト) に拘らず、乗員に与える違和感を抑えられる構造を、複雑な装置や高度な制御を必要とする事なく、低コストで実現すべく発明したものである。

本発明の無段変速装置は、従来から知られている無段変速装置と同様に、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを、クラッチ装置を介して組み合わせて成る。
このうちのクラッチ装置は、減速比を大きくする低速モードを実現する際に接続されて同じく小さくする高速モードを実現する際に接続を断たれる低速用クラッチと、この高速モードを実現する際に接続されて上記低速モードを実現する際に接続を断たれる高速用クラッチと、これら各クラッチの断接状態を切り換える制御器とから成る。
又、この制御器は、上記各クラッチの断接を制御する事により、変速状態を上記低速モードと上記高速モードとのうちの何れかのモードにするものである。
特に、本発明の無段変速装置に於いては、上記低速モードと上記高速モードとの間でのモード切換時に、上記低速用クラッチと上記高速用クラッチとのうちの一方のクラッチでそれまで接続されていなかったクラッチを接続してから、同じく他方のクラッチでそれまで接続されていたクラッチの接続を断つ事により、これら両クラッチが同時に接続されている時間を設定する。これと共に、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクの大きさ並びに方向の変動に基づく、このトロイダル型無段変速機の変速比の変化であるトルクシフトに伴う、無段変速装置全体の速度比の変化を、その時点の車両の走行状態に見合うものにして、上記モード切換に伴う違和感を低減乃至は解消する為に、上記トルクシフトに基づいて上記無段変速装置全体の速度比が変化する方向と、上記モード切換に伴ってこの速度比を変化させる方向とを一致させるべく、このモード切換を開始する上記トロイダル型無段変速機の変速比の値を、このモード切換を行なうべき設計上の値（理論値）である目標変速比から、その時点の車両の走行状態に応じてずらせる。

上述の様な本発明の無段変速装置の場合には、モード切換時に、トロイダル型無段変速機を通過するトルクの大きさ並びに方向が変動し、このトロイダル型無段変速機の変速比が変化（トルクシフト）すると、このトルクシフトに基づき無段変速装置全体としての速度比が、その時点の車両の走行状態に見合った変化をする。具体的には、上記トルクシフトに基づいて上記無段変速装置全体の速度比が変化する方向と、上記モード切換に伴ってこの速度比を変化させる方向とが一致する。この様に無段変速装置全体としての速度比を、車両の走行状態に見合う変化をさせる為には、モード切換時のトルクシフトを、次の様に規制する。即ち、低速モードから高速モードへの切換時は、上記無段変速装置全体としての速度比が増速する様に、上記トルクシフトを発生させる。これとは逆に、高速モードから低速モードへの切換時は、上記無段変速装置全体としての速度比が減速する様に、上記トルクシフトを発生させる。この理由は、次の通りである。

即ち、低速モードから高速モードへの切換は、無段変速装置全体としての速度比が増速している途中で行なわれる。この様な無段変速装置全体としての速度比が増速している途中で、モード切換に基づくトルクシフトに伴いこの無段変速装置全体としての速度比が減速すると、この減速に基づく変速ショックが、乗員の予期しないもの（例えばトルク抜け感）として加わり、違和感を与える可能性がある。これに対して、上記無段変速装置全体としての速度比が増速している途中で、上記モード切換に基づくトルクシフトに伴い上記無段変速装置全体としての速度比が増速しても、この増速に基づく変速ショックが、乗員の予期しないものとして加わる事はなく、違和感を与えにくくできる。

一方、高速モードから低速モードへの切換は、無段変速装置全体としての速度比が減速している途中で行なわれる。この様な無段変速装置全体としての速度比が減速している途中で、モード切換に基づくトルクシフトに伴いこの無段変速装置全体としての速度比が増速すると、この増速に基づく変速ショックが、乗員の予測しないもの（例えば押し出し感）として加わり、違和感を与える可能性がある。これに対して、上記無段変速装置全体としての速度比が減速している途中で、上記モード切換に基づくトルクシフトに伴い上記無段変速装置全体としての速度比が減速しても、この減速に基づく変速ショックが、乗員の予期しないものとして加わる事はなく、違和感を与えにくくできる。
しかも、本発明の場合には、高速用、低速用両クラッチが同時に接続されている時間を設定している為、これら両クラッチが接続される以前のモードから、一度これら両クラッチが動力の伝達を行なっている（接続された）状態になり、その後、新たなモードに移る。この為、上記モード切換の際の、トロイダル型無段変速機を通過するトルクの反転が、一度上記両クラッチが接続されて通過トルクが０となる状態を介して、段階的に（２段階に分けて）生じる。この為、これら両クラッチが接続される以前のモードと新たなモードとの間で、いきなり大きなトルクシフトを生じる事を防止して、無段変速装置全体としての変速比の変動を緩徐にでき、運転者を初めとする乗員に与える違和感をより一層緩和できる。

上述の様に、モード切換時のトルクシフトに伴う無段変速装置の全体としての速度比の変化を、その時点の車両の状態（モード切換の方向）に応じたものにできれば、具体的には、上記トルクシフトに基づいて上記無段変速装置全体の速度比が変化する方向と、前記モード切換に伴ってこの速度比を変化させる方向とを一致させる事ができれば、上記無段変速装置全体としての速度比がモード切換の前後で一致しなくても、運転者を初めとする乗員に与える違和感を抑えられる。又、上述の様に無段変速装置全体としての速度比を変化させるべく、上記トルクシフトを発生させる為には、例えば後述する様に、モード切換を開始するトロイダル型無段変速機の変速比の値を調節する事で、容易に行なえる。この為、トルクシフトに拘らず、乗員に違和感を与えにくくできる構造を、複雑な装置や高度な制御を必要とする事なく、低コストで実現できる。

本発明を実施する場合に、例えば、低速モードと高速モードとのモード切換を、トロイダル型無段変速機の変速比が最も大きな減速比の状態で行なう無段変速装置（例えば、低速モードでギヤードニュートラル状態を実現すると共に、高速モードでパワースプリット状態を実現する無段変速装置）の場合には、請求項２に記載した発明の様に、モード切換を開始するトロイダル型無段変速機の変速比の値を、目標変速比よりも増速側にずらす。
この様に構成すれば、モード切換時のトロイダル型無段変速機を通過するトルクの大きさ並びに方向の変動に基づく、このトロイダル型無段変速機の変速比の変化（トルクシフト）を、所望通りに発生させられる。即ち、このトルクシフトを、例えば低速モードから高速モードへの切換時には、上記無段変速装置全体としての速度比を増速させる様に、発生させられる。又、高速モードから低速モードへの切換時には、上記無段変速装置全体としての速度比を減速させる様に、発生させられる。そして、この様にトルクシフトを発生する事で、このトルクシフトに伴う無段変速装置全体としての速度比の変化を、その時点の車両の走行状態（モード切換の方向）に見合うものにできる。しかも、この様に無段変速装置全体としての速度比を走行状態に見合うものにする為に、複雑な装置や高度な制御を必要とする事なく、低コストで実現できる。
尚、例えば、低速モードと高速モードとのモード切換を、トロイダル型無段変速機の変速比が最も大きな増速比の状態で行なう無段変速装置（例えば、低速モードでトロイダル型無段変速機のみで動力を伝達すると共に、高速モードでパワースプリット状態を実現する無段変速装置）の場合も、モード切換を開始するトロイダル型無段変速機の変速比の値を、目標変速比よりも増速側、或いは、減速側にずらす。この場合も、モード切換の際の車両の走行状態に見合う様に、トルクシフトを発生させる。

又、上述の様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、何れもトロイダル型無段変速機の変速比の変化量に影響を及ぼす状態量である、通過トルクの大きさと、エンジンからの入力トルクの大きさと、車速とに応じて、目標変速比からのずれ量を調節（補正）する。
この様に構成すれば、車両の状態に拘らず、モード切換時のトルクシフトに基づく無段変速装置全体としての速度比の変化を、その時点の走行状態に見合うものに、より細かく調節できる。

又、上述の様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、低速用、高速用各クラッチにモード切換を開始すべき旨の信号を出力するタイミングを変える事により、モード切換を開始するトロイダル型無段変速機の変速比の値を目標変速比からずらせる。
この様に構成すれば、モード切換を開始するトロイダル型無段変速機の変速比の値を目標変速比からずらせる事を、複雑な装置や高度な制御を必要とする事なく、低コストで実現できる。

尚、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、一方のクラッチに接続を開始すべき旨の信号を出力するタイミングを変える事により、モード切換を開始するトロイダル型無段変速機の変速比の値を目標変速比からずらせる。
この様に構成すれば、モード切換時に両クラッチを接続する時間を確保しつつ、モード切換を開始するトロイダル型無段変速機の変速比の値を目標変速比からずらせる事ができる。

図１〜４は、本発明の実施例を示している。尚、本実施例の特徴は、モード切換時に、トルクシフト（トロイダル型無段変速機４を通過するトルクの大きさ並びに方向の変動に基づく、このトロイダル型無段変速機４の変速比の変化）に伴う無段変速装置全体としての速度比の変化を、その時点の車両の走行状態に見合うものにする点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図１４〜１５に示した従来構造と同様であるから、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本実施例の特徴部分を中心に説明する。

本実施例の場合も、制御器１６の制御信号に基づいて上記低速用、高速用各クラッチ７、８の断接状態を切り換える事により、減速比を大きくする（ギヤードニュートラル状態を含む）低速モードと、減速比を小さくする高速モードとを実現する。この為に、上記低速用、高速用各クラッチ７、８の断接状態を、上記制御器１６の制御信号に基づいて通電状態を制御される、低速クラッチ用、高速クラッチ用各電磁切換弁３１、３２により、切換自在としている。即ち、これら低速クラッチ用、高速クラッチ用各電磁切換弁３１、３２は、ソレノイドへの通電に基づいてスプールをそれぞれ変位させるもので、このスプールの変位に基づき、上記低速用、高速用各クラッチ７、８の油圧室内への圧油の導入状態を切り換える事により、これら低速用、高速用各クラッチ７、８の断接状態を切り換える。

例えば、上記低速用クラッチ７を接続すると共に上記高速用クラッチ８の接続を断つ場合（低速モードを実現する場合）には、上記低速クラッチ用、高速クラッチ用各電磁切換弁３１、３２を非通電状態にし、これら各電磁切換弁３１、３２のスプールを、ばねの弾力に基づいて図２の右方（各スプールを表す回路のうちの左半部の状態）に変位させる。この結果、上記低速用クラッチ７の油圧室に圧油が導入され、この低速用クラッチ７が接続されると共に、上記高速用クラッチ８の油圧室が油溜２８に通じ、この高速用クラッチ８の接続が断たれる。

一方、上記低速用クラッチ７の接続を断つと共に上記高速クラッチ８を接続する場合（高速モードを実現する場合）には、上記低速クラッチ用、高速クラッチ用各電磁切換弁３１、３２を通電状態にし、これら各電磁切換弁３１、３２のスプールを、ばねの弾力に抗して、図２の左方（各スプールを表す回路のうちの右半部の状態）に変位させる。この結果、上記低速用クラッチ７の油圧室が油溜２８に通じ、この低速用クラッチ７の接続が断たれると共に、上記高速用クラッチ８の油圧室に圧油が導入され、この高速用クラッチ８が接続される。

又、上記低速用、高速用両クラッチ７、８の接続を断つ場合（ニュートラル状態を実現する場合）には、上記低速クラッチ用電磁切換弁３１を通電状態とし、この電磁切換弁３１のスプールを、ばねの弾力に抗して図２の左方（右半部の状態）に変位させると共に、上記高速クラッチ用電磁切換弁３２を非通電状態にし、この電磁切換弁３２のスプールを、ばねの弾力に基づいて図２の右方（左半部の状態）に変位させる。この結果、上記低速用クラッチ７の油圧室が油溜２８に通じ、この低速用クラッチ７の接続が断たれると共に、上記高速用クラッチ８の油圧室が油溜２８に通じ、この高速用クラッチ８の接続が断たれる。

又、本実施例の場合、モード切換時に低速用、高速用両クラッチ７、８を同時に接続させる時間を造り出すべく、前記制御器１６に、上記低速用クラッチ７と上記高速用クラッチ８とのうちの一方のクラッチでそれまで接続されていなかったクラッチを接続してから、同じく他方のクラッチでそれまで接続されていたクラッチの接続を断つ機能を持たせている。即ち、低速モードから高速モードに切り換える場合には、上記高速用クラッチ８を接続してから、上記低速用クラッチ７の接続を断つ様にすると共に、高速モードから低速モードにモード切換する場合には、上記低速用クラッチ７を接続してから、上記高速用クラッチ８の接続を断つ様にしている。尚、この様にモード切換時に低速用、高速用両クラッチ７、８を同時に接続させる時間を造り出す為には、本実施例の様に制御器１６により両クラッチ７、８の断接を独立して制御する構造を採用する他、前述の特願２００４−１８５２７７号に開示されている構造も採用可能である。何れにしても、モード切換時に低速用、高速用両クラッチ７、８を一度同時に接続して、トロイダル型無段変速機４の通過トルクが０となる状態を確保する事により、それまでのモードと新たモードとの間で、いきなり大きなトルクシフトを生じる事を防止する。

更に、本実施例の場合は、低速モードと高速モードとの間でのモード切換時に、トルクシフトに伴う無段変速装置全体としての速度比の変化を、その時点の車両の走行状態に見合うものにする。この様な本実施例の特徴部分に就いての説明を行なう前に、先ず、モード切換時のトルクシフトに伴う、無段変速装置全体の速度比の変化を、図５〜９を用いて説明する。これら図５〜９は、加速中に（アクセルペダルを踏み込んだ状態で）低速モードから高速モードに切り換わる際の、制御器１６から出力される変速指令信号と、トロイダル型無段変速機４の変速比及び無段変速装置全体としての速度比との関係を、模式的に示している。即ち、上記制御器１６の変速指令信号に基づき上記トロイダル型無段変速機４の変速比を、モード切換を行なう値（モード切換ポイント）まで減速（無段変速装置全体としての速度比を増速）し、高速用クラッチ８を接続した後、低速用クラッチ７の接続を断ってから、上記トロイダル型無段変速機４の変速比を増速（無段変速装置全体としての速度比を増速）させた状態を表している。尚、これら各図はそれぞれ、モード切換を開始する変速比の値（モード切換ポイント）を異ならせている。

即ち、設計上のモード切換ポイントを０．４５とした無段変速装置で、実際のモード切換を、図５は、設計上の値（０．４５）よりも小さい（減速側の）値（例えば０．４３）で開始する場合を、図６は、上記設計上の値で開始する場合を、図７は、上記設計上の値よりも少し大きい（増速側の）値（例えば０．４５５）で開始する場合を、図８は設計上の値よりもより大きい値（例えば０．４６〜０．４８）で開始する場合を、図９は設計上の値よりも更に大きい値（例えば０．５２）で開始する場合を、それぞれ示している。又、各図の細線αは、上記トロイダル型無段変速機４をトルクが通過しない状態（通過トルクに基づきトロイダル型無段変速機４の構成部材が変位並びに弾性変形しない状態）での、上記変速指令信号と上記トロイダル型無段変速機４の変速比との関係（理想関係）を表している。

これに対して実際の運転時には、例えば加速時であれば、エンジン１から入力されて上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルクに基づき、構成部材が変位並びに弾性変形する。そして、この様な構成部材の変位並びに弾性変形に伴い、各図の太線β、γに示す様に、上記変速指令信号と上記トロイダル型無段変速機４の変速比との関係が、上記細線αからずれる。具体的には、低速モードと高速モードとで上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルクの方向が逆になる（反転する、正負が逆転する）為、上記細線αに対するずれの方向が、それぞれのモードで異なる。例えば、低速モードで加速中は、上記太線βで示す様に、上記細線αに対し下側となる。この状態で、上記通過トルクに対応する値である、パワーローラ１２を支持する支持部材（トラニオン）を枢軸の軸方向に変位させる油圧式のアクチュエータ１３に設けた１対の油圧室３３ａ、３３ｂ同士の間の差圧は、負になる。又、高速モードで加速中は、上記太線γに示す様に、上記細線αに対し上側となる。この状態で、上記アクチュエータ１３の油圧室３３ａ、３３ｂ同士の差圧は、正になる。

又、上記図５〜９中の丸印（○）は、一方のクラッチである高速用クラッチ８の接続が開始される時点を、同じく四角印（□）は、この高速用クラッチ８と低速用クラッチ７との両クラッチ７、８が同時に接続される時点を、同じく三角印（△）は、他方のクラッチである低速用クラッチ７の接続が（完全に）断たれる時点を、それぞれ示している。又、上記図５〜９中の実線矢印は、トロイダル型無段変速機４を通過するトルクの変化に基づく、このトロイダル型無段変速機４の変速比並びに無段変速装置の速度比の変化（トルクシフト）を、同じく破線矢印は、制御器１６から出力される変速指令信号によりアクチュエータ１３のロッドが変位する事に基づく、上記トロイダル型無段変速機４の変速比並びに無段変速装置の速度比の変化を、それぞれ示している。

例えば、モード切換ポイントを設計上の値である０．４５よりも小さくした、上記図５の場合（遅めの切り換えの場合）は、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が上記設計上のモード切換ポイントを通過してイ点（例えば０．４３）に達すると、接続すべきクラッチである高速用クラッチ８の接続が開始され、この高速用クラッチ８とそれまで接続されていた低速用クラッチ７との両クラッチ７、８が同時に接続される。この様に高速用クラッチ８の接続が開始されてから両クラッチ７、８が同時に接続されるまでの間、上記トロイダル型無段変速機４の変速比は、上記イ点から上記設計上のモード切換ポイントであるロ点に変化（トルクシフト）する。又、この変化に伴って、上記無段変速装置全体としての速度比も、ハ点からニ点に変化する。この様な無段変速装置全体としての速度比の変化は、この速度比を減速させる方向に生じる。この為、エンジン１の回転速度が急激に上昇して、乗員に違和感を与える変速ショックを生じる可能性がある。又、上記トロイダル型無段変速機４の変速比の変化は、低速モード時の加速に基づき変速比が変化する方向と同じになる為、上記トロイダル型無段変速機４の通過トルクを増大させる。この様な通過トルクの増大は、モード切換時のトルク変動差を大きくする為、好ましくない。

一方、上述の様に低速用、高速用両クラッチ７、８が接続された後、接続を断つべきクラッチである低速用クラッチ７の接続が断たれると、上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルクが、それまでの低速モードの値に対し反転する（正負が逆になる）。そして、この様な通過トルクの変化に基づき上記トロイダル型無段変速機４の変速比は、上記ロ点から太線繃上のホ点に変化（トルクシフト）する。又、この変化に伴って、上記無段変速装置全体としての速度比も、上記ニ点からへ点に変化する。この様な無段変速装置全体としての速度比の変化は、上述の場合と同様に減速させる方向に生じる為、乗員に違和感を与える変速ショックを生じる可能性がある。尚、上述の様に低速用クラッチ７の接続が断たれる際には、上記通過トルクが反転する為、この通過トルクの反転に基づく変速比の変化が解消されるまで、この通過トルクが増大する事はない。

又、上記モード切換ポイントを設計上の値とした、図６の場合（設計値通りの切り換えの場合）は、上記トロイダル型無段変速機４の変速比がモード切換ポイントであるト点（０．４５）に達すると、高速用クラッチ８の接続が開始され、この高速用クラッチ８とそれまで接続されていた上記低速用クラッチ７との両クラッチ７、８が同時に接続される。この様に高速用クラッチ８の接続が開始されてから両クラッチ７、８が同時に接続されるまでの間、上記トロイダル型無段変速機の変速比は、上記設計上のモード切換ポイント（０．４５）のまま変化せず、無段変速装置全体の速度比も変化しない。この為、上記低速用、高速用両クラッチ７、８が同時に接続される事に伴って、乗員に違和感を与える変速ショックは生じない。一方、この様に低速用、高速用両クラッチ７、８が接続された後、接続を断つべきクラッチである低速用クラッチ７の接続が断たれると、上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルクが、それまでの低速モードの値に対し反転し（正負が逆になり）、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が、上記ト点から太線繃上のチ点に変化（トルクシフト）する。そして、この変化に伴い、上記無段変速装置全体としての速度比がリ点からヌ点に変化し、上述の場合と同様に乗員に違和感を与える変速ショックを生じる可能性がある。

又、上記モード切換ポイントを設計上の値よりも少しだけ大きくした、図７の場合（少しだけ早めの切り換えの場合）は、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が設計上のモード切換ポイントに達する前のル点（例えば０．４５５）で、高速用クラッチ８の接続が開始され、この高速用クラッチ８とそれまで接続されていた上記低速用クラッチ７との両クラッチ７、８が同時に接続される。この様に高速用クラッチ８の接続が開始されてから両クラッチ７、８が同時に接続されるまでの間、上記トロイダル型無段変速機４の変速比は、上記ル点から上記設計上のモード切換ポイントであるヲ点に変化（トルクシフト）する。又、この変化に伴って、上記無段変速装置全体としての速度比も、ワ点からカ点に変化する。但し、この様な無段変速装置全体としての速度比の変化は、この速度比を増速させる方向に生じる。即ち、この増速に伴い、エンジン１の回転速度が下がる為、乗員に違和感を与える変速ショックは生じない。一方、上述の様に低速用、高速用両クラッチ７、８が接続された後、接続を断つべきクラッチである低速用クラッチ７の接続が断たれると、上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルクが、それまでの低速モードの値に対し反転し（正負が逆になり）、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が、上記ヲ点から太線繃上のヨ点に変化（トルクシフト）する。そして、この変化に伴って、上記無段変速装置全体としての速度比が上記カ点からタ点に変化し、上述の場合と同様に乗員に違和感を与える変速ショックを生じる可能性がある。

又、上記モード切換ポイントを設計上の値よりもより大きくした、図８の場合（より早めの切り換えの場合）は、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が上述の図７のル点に達する前のレ点（例えば０．４６〜０．４８）で、高速用クラッチ８の接続が開始され、この高速用クラッチ８とそれまで接続されていた上記低速用クラッチ７との両クラッチ７、８が同時に接続される。この様に高速用クラッチ８の接続が開始されてから両クラッチ７、８が同時に接続されるまでの間、上記トロイダル型無段変速機４の変速比は、上記レ点から上記設計上のモード切換ポイントであるソ点に変化（トルクシフト）する。又、この変化に伴って、上記無段変速装置全体としての速度比も、ツ点からネ点に変化する。但し、この様な無段変速装置全体としての速度比の変化は、この速度比を増速させる方向に生じる為、上述の図７の場合と同様に、乗員に違和感を与える変速ショックとはなりにくい。又、上述の様に低速用、高速用両クラッチ７、８が接続された後、接続を断つべきクラッチである低速用クラッチ７の接続が断たれると、上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルクが、それまでの低速モードの値に対し反転する（正負が逆になる）。但し、この様にトルクが反転しても、上記トロイダル型無段変速機４の変速比は竈線上の上記ソ点のまま変化せず、無段変速装置全体の速度比も変化しない。この為、乗員に違和感を与える様な変速ショックは生じない。

又、上記モード切換ポイントを設計上の値よりも更に大きくした、図９の場合（更に早めの切り換えの場合）は、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が上述の図８のレ点に達する前のナ点（例えば０．５２）で、高速用クラッチ８の接続が開始され、この高速用クラッチ８とそれまで接続されていた上記低速用クラッチ７との両クラッチ７、８が同時に接続される。この様に高速用クラッチ８の接続が開始されてから両クラッチ７、８が同時に接続されるまでの間、上記トロイダル型無段変速機４の変速比は、上記ナ点から上記設計上のモード切換ポイントであるラ点に変化（トルクシフト）する。又、この変化に伴って、上記無段変速装置全体としての速度比も、ム点からウ点に変化する。但し、この様な無段変速装置全体としての速度比の変化は、この速度比を増速させる方向に生じる為、上述の図８の場合と同様に、乗員に違和感を与える変速ショックとはなりにくい。又、上記トロイダル型無段変速機４の変速比の変化は、低速モード時の加速に基づき変速比が変化する方向と逆になる為、上記トロイダル型無段変速機４の通過トルクが増大する事はなく、モード切換時のトルク変動差も大きくならない。

一方、上述の様に低速用、高速用両クラッチ７、８が接続された後、接続を断つべきクラッチである低速用クラッチ７の接続が断たれると、上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルクが、それまでの低速モードの値に対し反転する（正負が逆になる）。そして、この様な通過トルクの変化に基づき上記トロイダル型無段変速機４の変速比は、上記ラ点から太線繃上のヰ点に変化（トルクシフト）する。又、この変化に伴って、上記無段変速装置全体としての速度比も、上記ウ点からノ点に変化する。この様な無段変速装置全体としての速度比の変化は、上述の場合と同様に増速させる方向に生じる為、乗員に違和感を与える変速ショックとはなりにくい。但し、上記低速用クラッチ７の接続が断たれてから、上記通過トルクが反転する為、上記トロイダル型無段変速機４の変速比の変化が解消されるまで（繃線上となるまで）は、この通過トルクが増大する。この様な通過トルクの増大は、車両の挙動（運転フィーリング）に違和感を与える可能性があり、好ましくない。

上述の様な図５〜９から明らかな様に、モード切換を開始するトロイダル型無段変速機４の変速比の値（モード切換ポイント）を、モード切換を行なうべき設計上の値である目標変速比（例えば０．４５）から、図８の様に適正量ずらせる事で、トルクシフトに基づく無段変速装置の速度比の変化を、その車両の走行状態に見合うもの、即ち、乗員に違和感を与える変速ショックに結びにくいものにできる。そこで、本実施例の場合は、図３、４に示す様に、上記モード切換を行なう変速比を、上述した図８の様にずらしている。尚、上記図３、４のうちの図３（Ａ）が、アクセルペダルを踏み込んだ状態での（加速中の）低速モードから高速モードへの切換時の状態を示しており、上記図８に対応する。又、図３（Ｂ）は、アクセルペダルを開放した状態での（惰性走行中の）低速モードから高速モードへの切換時の状態を、図４（Ａ）は、アクセルペダルを開放した状態での（減速中の）高速モードから低速モードへの切換時の状態を、図４（Ｂ）は、アクセルペダルを踏み込んだ状態での（キックダウン中の）高速モードから低速モードへの切換時の状態を、それぞれ示している。

この様に本実施例の場合、モード切換を開始するトロイダル型無段変速機４の変速比の値を、このモード切換を行なうべき設計上の値である目標変速比（例えば０．４５）から、増速側（例えば０．４６〜０．４８）にずらしている。この為に、モード切換を開始すべき旨の信号を前記制御器１６から出力するタイミングを、上記目標変速比でモード切換を開始する場合に比べて早くしている。即ち、図３に示す様に、低速モードから高速モードに切り換える場合は、上記高速用クラッチ８に接続を開始すべき旨の信号を出力するタイミングを、上記目標変速比でモード切換を開始する場合に比べて早くしている。又、図４に示す様に、高速モードから低速モードに切り換える場合は、上記低速用クラッチ７に接続を開始すべき旨の信号を出力するタイミングを、上記目標変速比でモード切換を開始する場合に比べて早くしている。尚、上記高速用クラッチ８（図３の場合）又は低速用クラッチ７（図４の場合）が接続を開始する変速比の値（目標変速比に対するずれ量）、言い換えれば、上記高速用クラッチ８又は低速用クラッチ７に接続を開始すべき旨の信号を出力するタイミング（目標変速比で切り換えを行なう場合に対するずれ量）は、トロイダル型無段変速機４の変速比の変化量に影響を及ぼす状態量（例えば、通過トルクの大きさ、エンジン１からの入力トルクの大きさ、車速等）に応じて調節（補正）する。

例えば、アクセルペダルを踏み込んだ状態での（加速中の）低速モードから高速モードへの切換時の状態を示す、図３の（Ａ）の場合は、前述した図８の場合と同様に、トロイダル型無段変速機４の変速比がβ線に沿って減速すると、上記目標変速比（０．４５）に達する前のイ点（例えば０．４６〜０．４８）で、高速用クラッチ８の接続が開始される。この様に高速用クラッチ８が接続される際、上記変速比がイ点からロ点に変化（トルクシフト）するが、前述の図８で説明した様に、無段変速装置全体としての速度比の変化（ハ点からニ点への変化）が、乗員に違和感を与える変速ショックとはなりにくい。又、接続を断つべきクラッチである低速用クラッチ７の接続が断たれる際も、上記トロイダル型無段変速機４の変速比はγ線上の上記ロ点のまま変化せず、無段変速装置全体の速度比も変化しない。この為、乗員に違和感を与える様な変速ショックが生じにくい。

又、アクセルペダルを開放した状態での（惰性走行中の）低速モードから高速モードへの切換時の状態を示す、図３（Ｂ）の場合も、トロイダル型無段変速機４の変速比がβ線に沿って減速すると、上記目標変速比に達する前のイ点（例えば０．４６〜０．４８）で、高速用クラッチ８の接続を開始する。尚、この様なアクセルペダルを開放した（惰性走行中の）状態では、上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルクの方向が、上記図３（Ａ）の加速中の状態と逆になる。即ち、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）に対応する、前記アクチュエータ１３を構成する１対の油圧室３３ａ、３３ｂ同士の差圧が、上記図３（Ａ）の低速モードの状態で負になるのに対して、図３（Ｂ）の低速モードの状態では０乃至正になる。又、上記図３（Ａ）の高速モードの状態で上記差圧が正になるのに対して、図３（Ｂ）の高速モードの状態では０乃至負になる。この為、この図３（Ｂ）では、低速モードの状態で、上記トロイダル型無段変速機４の変速比と変速指令信号との関係を表す太線βが、理想関係を表す細線αよりも上側となると共に、高速モードの状態で、太線γが上記細線αよりも下側となる｛図３（Ａ）と太線β、γの細線αに対する位置関係が逆になる｝。

この様なアクセルペダルを開放した状態での（惰性走行中の）低速モードから高速モードへの切換時には、上述の様にトロイダル型無段変速機４の変速比がイ点で高速用クラッチ８の接続が開始され、この高速用クラッチ８とそれまで接続されていた低速用クラッチ７との両クラッチ７、８が同時に接続される。この様に高速用クラッチ８の接続が開始されてから両クラッチ７、８が同時に接続されるまでの間、上記トロイダル型無段変速機４の変速比は、上記イ点から設計上のモード切換ポイントであるロ点に変化（トルクシフト）する。そして、この変化に伴って、上記無段変速装置全体としての速度比も、ハ点からニ点に変化する。但し、この様な無段変速装置全体としての速度比の変化は、この速度比を増速させる方向に生じる。即ち、エンジン１の回転速度を下げる為、乗員に違和感を与える変速ショックとはなりにくい。又、上述の様に低速用、高速用両クラッチ７、８が接続された後、接続を断つべきクラッチである低速用クラッチ７の接続が断たれると、上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルクが、それまでの低速モードの値に対し反転し、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が上記ロ点からホ点に変化する。そして、この変化に伴って、上記無段変速装置全体としての速度比も、上記ニ点からヘ点に変化する。但し、この様な無段変速装置全体としての速度比の変化は、この速度比を増速させる方向に生じる為、上述の場合と同様に、乗員に違和感を与える様な変速ショックが生じにくい。

又、アクセルペダルを開放した状態での（減速中の）高速モードから低速モードへの切換時の状態を示す、図４（Ａ）の場合は、トロイダル型無段変速機４の変速比がγ線に沿って減速すると、目標変速比に達する前のイ点（例えば０．４６〜０．４８）で、低速用クラッチ７の接続を開始する。尚、この様なアクセルペダルを開放した（減速中の）状態では、上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルクの方向が、上記図３（Ａ）のアクセルを踏み込んだ（加速中）の状態と逆｛図３（Ｂ）と同じ｝になる。即ち、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）に対応する、前記アクチュエータ１３を構成する１対の油圧室３３ａ、３３ｂ同士の差圧が、高速モードで負になると共に、低速モードで正になる｛図３（Ａ）と太線β、γの細線αに対する位置関係が逆になる｝。

この様なアクセルペダルを開放した状態での（減速中の）高速モードから低速モードへの切換時には、上述の様にトロイダル型無段変速機４の変速比がイ点で低速用クラッチ７の接続が開始され、この低速用クラッチ７とそれまで接続されていた高速用クラッチ８との両クラッチ７、８が同時に接続される。この様に低速用クラッチ７の接続が開始されてから両クラッチ７、８が同時に接続されるまでの間、上記トロイダル型無段変速機４の変速比は、上記イ点から設計上のモード切換ポイントであるロ点に変化（トルクシフト）する。そして、この変化に伴って、上記無段変速装置全体としての速度比も、ハ点からニ点に変化する。但し、この様な無段変速装置全体としての速度比の変化は、この速度比を減速させる方向に生じる。この為、前記エンジン１の回転速度が増大し、減速感を得られる為、乗員に違和感を与えにくい。又、上述の様に低速用、高速用両クラッチ７、８が接続された後、接続を断つべきクラッチである高速用クラッチ８の接続が断たれると、上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルクが、それまでの高速モードの値に対し反転する。但し、この様にトルクが反転しても、上記トロイダル型無段変速機４の変速比はβ線上の上記ロ点のまま変化せず、無段変速装置全体の速度比も変化しない。この為、乗員に違和感を与える変速ショックは生じない。

又、アクセルペダルを踏み込んだ状態での（キックダウン中の）高速モードから低速モードへの切換時の状態を示す、図４（Ｂ）の場合は、トロイダル型無段変速機４の変速比がγ線に沿って減速すると、目標変速比に達する前のイ点（例えば０．４６〜０．４８）で、低速用クラッチ７の接続を開始する。尚、この様なアクセルペダルを開放した（減速中の）状態では、上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルク方向が、上記図４（Ａ）のアクセルを開放した（減速中）の場合と逆｛図３（Ａ）と同じ｝になる。即ち、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）に対応する、前記アクチュエータ１３を構成する１対の油圧室３３ａ、３３ｂ同士の差圧が、高速モードで正になると共に、低速モードで負になる｛図４（Ａ）と太線β、γの細線αに対する位置関係が逆になる｝。

この様なアクセルペダルを踏み込んだ状態での（キックダウン中の）高速モードから低速モードへの切換時には、上述の様にトロイダル型無段変速機４の変速比がイ点で低速用クラッチ７の接続が開始され、この低速用クラッチ７とそれまで接続されていた高速用クラッチ８との両クラッチ７、８が同時に接続される。この様に低速用クラッチ７の接続が開始されてから両クラッチ７、８が同時に接続されるまでの間、上記トロイダル型無段変速機４の変速比は、上記イ点から設計上のモード切換ポイントであるロ点に変化（トルクシフト）する。そして、この変化に伴って、上記無段変速装置全体としての速度比も、ハ点からニ点に変化する。但し、この様な無段変速装置全体としての速度比の変化は、この速度比を減速させる方向に生じる為、上述の場合と同様に、乗員に違和感を与えにくい。又、上述の様に低速用、高速用両クラッチ７、８が接続された後、接続を断つべきクラッチである高速用クラッチ８の接続が断たれると、上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルクが、それまでの高速モードの値に対し反転し、上記トロイダル型無段変速機４の変速比が上記ロ点からホ点に変化する。そして、この変化に伴って、上記無段変速装置全体としての速度比も、上記ニ点からヘ点に変化する。但し、この様な無段変速装置全体としての速度比の変化は、この速度比を減速させる方向に生じる為、乗員に違和感を与えにくい。

上述の様な本実施例の場合には、モード切換時に、トロイダル型無段変速機４を通過するトルクの大きさ並びに方向が変動し、このトロイダル型無段変速機４の変速比が変化（トルクシフト）すると、このトルクシフトに基づき無段変速装置全体の速度比が、その時点の車両の走行状態に見合った変化をする。即ち、モード切換時のトルクシフトを、低速モードから高速モードへの切換時は、上記無段変速装置全体の速度比が増速方向に、低速モードから高速モードへの切換時は、上記無段変速装置全体の速度比が減速方向に、それぞれ変化する様に、上記トルクシフトを発生させている。この為、モード切換時に、トルクシフトに伴い上記無段変速装置全体の速度比が変化しても、この変化に基づく変速ショックが、乗員の予期しないものとして加わる事を防止できる。言い換えれば、上記無段変速装置の速度比がモード切換の前後で一致しなくても、運転者を初めとする乗員に違和感を与えにくくできる。又、上述の様に無段変速装置の速度比を変化させる事（所望のトルクシフトを発生させる事）は、モード切換を開始するトロイダル型無段変速機４の変速比の値（クラッチの接続を開始するタイミング）を調節する事で、容易に行なえる。この為、トルクシフトに拘らず、乗員に違和感を与えにくくできる構造を、複雑な装置や高度な制御を必要とする事なく、低コストで実現できる。

図１０〜１３は、車両を停止させた状態から、５０Km/h程度まで加速し、その後惰性走行させてから、ブレーキペダルを踏み込んで停止するまでの間に、この車両に加わる加速度等の変化を示している。これら図１０〜１３のうちの図１０、１１は、本実施例に対応するモード切換を行なった場合を、同じく図１２は、前述の図５に対応するモード切換を行なった場合を、同じく図１３は、前述の図９に対応するモード切換を行なった場合を、それそれ示している。即ち、図１０は、アクセル開度を約３０％程度とした強目の加速（最大０．３３Ｇ程度）をすると共に、モード切換を開始するトロイダル型無段変速機４の変速比を０．４６とした（早めの切り換えの）場合を示している。又、図１１は、アクセル開度を約１０％程度とした通常の加速（０．１〜０．２Ｇ程度）で、モード切換を開始する変速比を０．４６とした（早めの切り換えの）場合を示している。又、図１２は、アクセル開度を約１０％程度とした通常の加速（０．１〜０．２Ｇ程度）で、モード切換を開始する変速比を０．４３とした（遅め切り換えの）場合を示している。又、図１３は、アクセル開度を約１０％程度とした通常の加速（０．１〜０．２Ｇ程度）で、モード切換を開始する変速比を０．５２とした（早過ぎの切り換えの）場合を示している。尚、何れも、設計上のモード切換を行なうべきトロイダル型無段変速機４の変速比は、０．４５である。

尚、上記図１０〜１３中、入力側ディスク１０の回転速度（IDREV ［min-1 ］：左縦軸）を細一点鎖線とし、出力側ディスク１１の回転速度（ODREV ［min-1 ］：左縦軸）を細二点鎖線とし、トロイダル型無段変速機４の変速比（ｅCVU ［ratio ］：左縦軸×１００００）を太実線とし、アクチュエータ１３の１対の油圧室３３ａ、３３ｂ同士の間の差圧（dP［KPa ］：左縦軸）を細破線としている。又、走行モード｛MODE［Ｌ（低速モード）／Ｈ（高速モード）］｝を太二点鎖線とし、車速（SPEED ［km/h］：左縦軸×１００）を細三点鎖線とし、アクセル開度（ACCEL ［％］：右縦軸＋２００）を太四点鎖線とし、ブレーキペダルの踏み込み状態（Ｆ／Ｂ［ON／OFF ］）を太三点鎖線としている。又、低速クラッチ用電磁切換弁３１の切り換え状態（Low SOL ［ON／OFF ］）を太五点鎖線とし、高速クラッチ用電磁切換弁３２の切り換え状態（High SOL［ON／OFF ］）を太破線とし、ステッピングモータ１７のステップ位置（Ｓ／Ｍ［Step］：右縦軸）を太一点鎖線としている。更に、低速用クラッチ７の油圧室の油圧（Ｋ１［KPa ］：右縦軸×１０）を細四点鎖線とし、高速用クラッチ８の油圧室の油圧（Ｋ２［KPa ］：右縦軸×１０）を細５点鎖線とし、加速度（Acceleration［G ］：右縦軸×１０）を細実線としている。又、横軸を時間［Sec ］とすると共に、モード切換を行なうトロイダル型無段変速機４の変速比ｅCVU （モード切換ポイント）を０．４６としている。

この様な図１０〜１３から明らかな様に、本実施例の様なタイミングでモード切換を行なえば、乗員に違和感を与える変速ショックが発生する事を防止できる。例えば図１０、１１では、低速モードから高速モードに切り換わる場合に、Ａに示す様にトロイダル型無段変速機４の変速比が減速するが、エンジン１の回転速度はＢに示す様に急激に変動しない（変動しても回転速度が下がる為違和感はない）。又、高速モードから低速モードに切り換わる場合も、Ｃに示す様に変速比が減速するが、エンジン１の回転速度はＤに示す様に急激に変動しない｛変動しても回転速度が上がる（減速感になる）為違和感はない｝。この為、車両の挙動を表す加速度は、同図の実線Ｅ、Ｆにその傾向を示す様に、急激には変動しない。又、トロイダル型無段変速機４の通過トルクに対応する値である、アクチュエータ１３を構成する１対の油圧室３３ａ、３３ｂ同士の差圧も、アンダーシュート（次述する図１２のＧ）やオーバーシュート（次述する図１３のＨ）が生じる事がなく、滑らかな切り換えを行なえる。

一方、図１２では、低速モードから高速モードに切り換わる場合に、Ａに示す様にトロイダル型無段変速機４の変速比が増速（０．４３→０．４４）し、エンジンの回転速度がＢに示す様に上下する（少し下がった後上がる）。又、高速モードから低速モードに切り換わる場合も、Ｃに示す様に変速比が減速し、エンジン１の回転速度がＤに示す様に上下する（少し下がった後上がる）。この為、モード切換時に運転者に違和感を与える可能性がある。又、アクチュエータ１３を構成する１対の油圧室３３ａ、３３ｂ同士の差圧も、低速モードから高速モードに切り換える際に、アンダーシュートＧが見られる。この様な差圧の変化は、通過トルクを増大する方向の変化になる為、フィーリングが重くなる可能性がある。又、図１３では、低速モードから高速モードに切り換わる場合に、Ａに示す様にトロイダル型無段変速機４の変速比が増速（０．５２→０．４２）するが、エンジン１の回転速度は低下するため、変速ショックは少ない。但し、アクチュエータ１３を構成する１対の油圧室３３ａ、３３ｂ同士の差圧にオーバーシュートＨが見られる。この為、車両の挙動（運転フィーリング）に違和感を与える可能性がある。

尚、本実施例の場合は、制御器１６により制御される低速クラッチ用、高速用クラッチ用各電磁切換弁３１、３２の切り換えに基づき、低速用クラッチ７及び高速用クラッチ８の断接状態を、それぞれ独立して切換自在としている。この様に低速用、高速用各クラッチ７、８の断接状態を独立して切り換える構造としては、上記低速クラッチ用、高速用クラッチ用各電磁切換弁３１、３２により上記低速用、高速用各クラッチ７、８の各油圧室に送り込む油圧を制御する他、電磁比例弁や、モータ等のアクチュエータにより制御する事もできる。又、上記低速用、高速用各クラッチ７、８の断接を直接モータ等のアクチュエータや切換弁により制御する事もできる。要は、上記低速用、高速用各クラッチ７、８の断接状態をそれぞれ独立して切り換える事ができれば、何れの構造も採用可能である。

又、モード切換時に上記低速用、高速用両クラッチ７、８が同時に接続する時間を確保できれば、本実施例の様な低速用、高速用各クラッチ７、８の断接状態を独立して切り換える構造以外のものも採用可能である。例えば、前記特願２００４−１８５２７７号に開示されている様に、例えば油圧配管に抵抗を設ける等により、切換に遅延時間を設定する事で、上記両クラッチ７、８が同時に接続する時間を確保しても良い。何れの場合でも、モード切換を開始するトロイダル型無段変速機４の変速比（モード切換を開始するタイミング）を、設計上のモード切換ポイントから（増速側に）ずらす（早めのタイミングにする）事により、モード切換時のトルクシフトに基づく無段変速装置全体の速度比の変化を、その時点の車両の走行状態に見合うものにする。

以上の説明は、本発明を、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせると共に、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、所謂ギヤードニュートラル状態を実現できるモード（低速モード）を備えた無段変速装置に適用した場合に就いて行なった。但し、本発明は、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせると共に、トロイダル型無段変速機のみで動力を伝達するモード（低速モード）と、差動ユニットである遊星歯車式変速機により主動力を伝達し、上記トロイダル型無段変速機により変速比の調節を行なう、所謂パワースプリット状態を実現するモード（高速モード）とを備えた無段変速装置に適用する事もできる。又、自動車用の自動変速機としてだけでなく、各種産業用の変速機としても利用できる。又、トロイダル型無段変速機の構造に関しては、ハーフトロイダル型、フルトロイダル型の何れでも良い。

本発明の実施例１を示す、無段変速装置のブロック図。 この無段変速装置に組み込む油圧機構を示す油圧回路図。 実施例１の特徴となる動作を示す、低速モードから高速モードに切り換える際の、トロイダル型無段変速機の変速比及び無段変速装置全体の速度比と変速指令信号との関係を示す線図。 同じく、高速モードから低速モードに切り換える際の、図３と同様の線図。 モード切換を開始する変速比を設計値よりも低速側とした（遅めの切換の）場合の、トロイダル型無段変速機の変速比及び無段変速装置全体の速度比と変速指令信号との関係を示す線図。 モード切換を開始する変速比を設計値通りとした場合を示す、図５と同様の線図。 モード切換を開始する変速比を設計値よりも少し増速側とした（少し早めの切換の）場合を示す、図５と同様の線図。 モード切換を開始する変速比を設計値よりもより増速側とした（より早めの切り換えの）場合を示す、図５と同様の線図。 モード切換を開始する変速比を設計値よりも更に増速側とした（更に早めの切換の）場合を示す、図５と同様の線図。 本実施例に対応する、実車の実験結果の第１例を示す線図。 同じく第２例を示す線図。 図５に対応する、実車の実験結果を示す線図。 図９に対応する、実車の実験結果を示す線図。 従来の無段変速装置のブロック図。 この無段変速装置に組み込む油圧機構を示す油圧回路図。 通過トルクの変動に伴ってトロイダル型無段変速機の変速比が変動する状態を示す線図。 無段変速装置全体としての速度比と、トロイダル型無段変速機を通過するトルクの方向及び大きさと、このトロイダル型無段変速機の変速比との関係を示す線図。

符号の説明

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 遊星歯車式変速機
６ クラッチ装置
７ 低速用クラッチ
８ 高速用クラッチ
９ 出力軸
１０ 入力側ディスク
１１ 出力側ディスク
１２ パワーローラ
１３ アクチュエータ
１４ 押圧装置
１５ 変速比制御ユニット
１６ 制御器
１７ ステッピングモータ
１８ ライン圧制御用電磁開閉弁
１９ 電磁弁
２０ シフト用電磁弁
２１ 制御弁装置
２２ 変速比制御弁
２３ 差圧シリンダ
２４ａ、２４ｂ 補正用制御弁
２５ 高速クラッチ用切換弁
２６ 低速クラッチ用切換弁
２７、２７ａ、２７ｂ オイルポンプ
２８ 油溜
２９ａ、２９ｂ 調圧弁
３０ 手動油圧切換弁
３１ 低速クラッチ用電磁切換弁
３２ 高速クラッチ用電磁切換弁
３３ａ、３３ｂ 油圧室

Claims (5)

1. トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とをクラッチ装置を介して組み合わせて成り、このクラッチ装置は、減速比を大きくする低速モードを実現する際に接続されて同じく小さくする高速モードを実現する際に接続を断たれる低速用クラッチと、この高速モードを実現する際に接続されて上記低速モードを実現する際に接続を断たれる高速用クラッチと、これら各クラッチの断接状態を切り換える制御器とから成り、この制御器は、これら各クラッチの断接を制御する事で、変速状態を上記低速モードと上記高速モードとのうちの何れかのモードにするものである無段変速装置に於いて、上記低速モードと上記高速モードとの間でのモード切換時に、上記低速用クラッチと上記高速用クラッチとのうちの一方のクラッチでそれまで接続されていなかったクラッチを接続してから、同じく他方のクラッチでそれまで接続されていたクラッチの接続を断つ事により、これら両クラッチが同時に接続されている時間を設定すると共に、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクの大きさ並びに方向の変動に基づく、このトロイダル型無段変速機の変速比の変化であるトルクシフトに伴う、無段変速装置全体の速度比の変化を、その時点の車両の走行状態に見合うものにして、上記モード切換に伴う違和感を低減乃至は解消する為に、上記トルクシフトに基づいて上記無段変速装置全体の速度比が変化する方向と、上記モード切換に伴ってこの速度比を変化させる方向とを一致させるべく、このモード切換を開始する上記トロイダル型無段変速機の変速比の値を、このモード切換を行なうべき設計上の値である目標変速比から、その時点の車両の走行状態に応じてずらせる事を特徴とする無段変速装置。
2. モード切換を開始するトロイダル型無段変速機の変速比の値を、目標変速比よりも増速側にずらせる、請求項１に記載した無段変速装置。
3. 何れもトロイダル型無段変速機の変速比の変化量に影響を及ぼす状態量である、通過トルクの大きさと、エンジンからの入力トルクの大きさと、車速とに応じて、目標変速比からのずれ量を調節する、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した無段変速装置。
4. 低速用、高速用各クラッチにモード切換を開始すべき旨の信号を出力するタイミングを変える事により、モード切換を開始するトロイダル型無段変速機の変速比の値を目標変速比からずらせる、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した無段変速装置。
5. 一方のクラッチに接続を開始すべき旨の信号を出力するタイミングを変える事により、モード切換を開始するトロイダル型無段変速機の変速比の値を目標変速比からずらせる、請求項４に記載した無段変速装置。

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