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【発明の名称】 変速比無限大無段変速機の制御装置
【発明者】 【氏名】西尾 元治

【氏名】蔵本 浩明

【氏名】酒井 弘正

【氏名】成田 靖史

【氏名】長門 達也

【氏名】阿部 万三郎
【要約】 【課題】車両停止時の総変速比が無限大からずれることによるセレクトレバー操作時のショックや違和感を防止する。

【解決手段】ＮレンジまたはＰレンジからＤレンジあるいはＲレンジへの操作を検出すると、ステップモータのステップ数を一時的に増減させて動かした後、ギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現する位置へ駆動して、トルクシフトによるヒステリシスの影響を回避する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エンジンに連結されたユニット入力軸に、変速比を連続的に変更可能なトロイダル型の無段変速機構と一定変速機構とをそれぞれ連結するとともに、無段変速機構と一定変速機構の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段変速機と、セレクトレバーまたはスイッチの位置を検出するシフト位置検出手段と、前記無段変速機構の変速比を変更するアクチュエータと、車両の運転状態に応じて前記アクチュエータを制御することで変速比無限大無段変速機の総変速比を変更する変速比制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＤレンジあるいはＲレンジへの操作を検出すると、前記アクチュエータの位置を一時的に動かした後、ギアードニュートラルポイントを実現する位置へ駆動することを特徴とする変速比無限大無段変速機の制御装置。
【請求項２】 エンジンに連結されたユニット入力軸に、変速比を連続的に変更可能なトロイダル型の無段変速機構と一定変速機構とをそれぞれ連結するとともに、無段変速機構と一定変速機構の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段変速機と、セレクトレバーまたはスイッチの位置を検出するシフト位置検出手段と、前記無段変速機構の変速比を変更するアクチュエータと、車両の運転状態に応じて前記アクチュエータを制御することで変速比無限大無段変速機の総変速比を変更する変速比制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＤレンジあるいはＲレンジへの操作を検出すると、前記アクチュエータの位置をギアードニュートラルポイントに対応した位置から一時的に動かした後、発進の際にギアードニュートラルポイントを実現する位置へ駆動することを特徴とする変速比無限大無段変速機の制御装置。
【請求項３】 前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＤレンジあるいはＲレンジへの操作を検出してアクチュエータの位置を一時的に動かす際に、少なくともトルクシフトによるヒステリシスの大きさに応じた位置までアクチュエータを動かすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変速比無限大無段変速機の制御装置。
【請求項４】 前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＤレンジあるいはＲレンジへの操作を検出すると、車両の進行方向に応じて、前記アクチュエータの駆動方向を設定することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の変速比無限大無段変速機の制御装置。
【請求項５】 前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＤレンジへの操作を検出したときには、前記アクチュエータの駆動位置をギアードニュートラルポイントに対応した位置から、無段変速機構の変速比の大側に予め設定された位置へ向けて駆動した後、発進の際にギアードニュートラルポイントを実現する位置へ駆動することを特徴とする請求項４に記載の変速比無限大無段変速機の制御装置。
【請求項６】 前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＲレンジへの操作を検出したときには、前記アクチュエータの駆動位置をギアードニュートラルポイントに対応した位置から、無段変速機構の変速比の小側に予め設定された位置へ向けて駆動した後、発進の際にギアードニュートラルポイントに対応した位置へ駆動することを特徴とする請求項４に記載の変速比無限大無段変速機の制御装置。
【請求項７】 エンジンに連結されたユニット入力軸に、変速比を連続的に変更可能なトロイダル型の無段変速機構と一定変速機構とをそれぞれ連結するとともに、無段変速機構と一定変速機構の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段変速機と、セレクトレバーまたはスイッチの位置を検出するシフト位置検出手段と、前記無段変速機構の変速比を変更するアクチュエータと、車両の運転状態に応じて前記アクチュエータを制御することで変速比無限大無段変速機の総変速比を変更する変速比制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＤレンジあるいはＲレンジへの操作を検出すると、入力トルクが０のときにギアードニュートラルポイントを実現する位置へ前記アクチュエータを駆動し、このギアードニュートラルポイントを実現する位置は、前記シフト位置検出手段で設定された進行方向に向けて入力トルクが変化するときに、進行方向に応じたクリープトルクを制御可能な位置であることを特徴とする変速比無限大無段変速機の制御装置。
【請求項８】 エンジンに連結されたユニット入力軸に、変速比を連続的に変更可能なトロイダル型の無段変速機構と一定変速機構とをそれぞれ連結するとともに、無段変速機構と一定変速機構の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段変速機と、セレクトレバーまたはスイッチの位置を検出するシフト位置検出手段と、前記無段変速機構の変速比を変更するアクチュエータと、車両の運転状態に応じて前記アクチュエータを制御することで変速比無限大無段変速機の総変速比を変更する変速比制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＤレンジあるいはＲレンジへの操作を検出すると、入力トルクが増大した状態でギアードニュートラルポイントを実現する位置へ前記アクチュエータを駆動することを特徴とする変速比無限大無段変速機の制御装置。
【請求項９】 前記変速比制御手段は、前記入力トルクが増大した状態でギアードニュートラルポイントを実現する位置を、トルクシフトによるヒステリシスの領域の外側またはヒステリシス領域の終点に設定したことを特徴とする請求項８に記載の変速比無限大無段変速機の制御装置。
【請求項１０】 前記変速比制御手段は、前記入力トルクが増大した状態でギアードニュートラルポイントを実現する位置を、無段変速機構への入力トルクの方向に応じて設定することを特徴とする請求項９に記載の変速比無限大無段変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両などに搭載される変速比無限大無段変速機の変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】変速比を連続的に変更可能な無段変速機構に一定変速機構と遊星歯車機構を組み合わせることにより、変速比を無限大まで変更可能にした変速比無限大無段変速機（以下、「ＩＶＴ」とする。）が知られている。このような変速機は、例えば、特開昭６３−２１９９５６号に開示されている。
【０００３】一般に、ＩＶＴにおいては、エンジンに連結されるＩＶＴ入力軸にトロイダル型の無段変速機構と一定変速機構が並列的に連結されるとともに、無段変速機構の出力軸が遊星歯車機構のサンギアに、一定変速機構の出力軸が動力循環モードクラッチを介して遊星歯車機構のキャリアにそれぞれ連結されており、遊星歯車機構のリングギアがＩＶＴの出力軸に連結されている。
【０００４】このような構成により、動力循環モードクラッチが締結されている場合はＩＶＴの出力軸が無段変速機構の出力回転と一定変速機構の出力回転とを同時に受けて回転することになり、無段変速機構の変速比を変化させればＩＶＴの総変速比を無限大まで無段階に変更することができ、図２４に示すように、動力循環モードクラッチを締結する一方、直結モードクラッチを解放することにより、無段変速機構と一定変速機構の変速比の差に応じて、総変速比（以下、ＩＶＴ比ｉｉでユニット入力軸回転数／ユニット出力軸回転数）を負の値から正の値まで無限大（１／ｉｉ＝０でギアードニュートラルポイントＧＮＰという）を含んで連続的に変速制御を行う動力循環モードと、動力循環モードクラッチを解放する一方、直結モードクラッチを締結して無段変速機構の変速比（以下、ＣＶＴ比ｉｃ）に応じて変速制御を行う直結モードの２つの運転モードを選択的に使用することができる。
【０００５】動力循環モードのギアードニュートラルポイントＧＮＰでは、車両の停止状態を維持することができ、この停止状態からＩＶＴ比ｉｉ（＝ＣＶＴ比ｉｃ）を変更することで発進を行うことができ、従来の自動変速機のようなトルクコンバータ等の発進要素を不要にしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このようなＩＶＴを備えた車両がＰレンジやＮレンジで停止しているとき、無段変速機構の変速比はギアードニュートラルポイントを実現する値になっているが、この変速比がギアードニュートラルポイントからずれていると、誤って動力が駆動輪に伝わるのを防止するために、動力循環モードクラッチは解放されている。
【０００７】この状態から車両を発進させようとして運転者がセレクトレバーをＤレンジあるいはＲレンジに操作すると、動力循環モードクラッチが締結され、ＩＶＴ出力軸に動力が伝達される。このとき無段変速機構の変速比がギアードニュートラルポイントを実現する値となっていれば車両は停止状態を維持し、クラッチの回転数差によるショックが生じることもない。
【０００８】一方、無段変速機構としてトロイダル型を採用した場合には、入力トルクの変動や各部のガタなどによって変速比が変動するトルクシフトという現象があり、図２３に示すように、入力トルクとパワーローラの傾転角（変速比）の関係にヒステリシスが生じてしまい、入力トルク＝０となる無負荷のときにギアードニュートラルポイントＧＮＰとなるよう、ステップモータのステップ数を設定しても、図中変動範囲Δφ内でパワーローラの傾転角＝実変速比が変動する場合がある。
【０００９】このトルクシフトは、後述するように、主に３つの要因に大別でき、まずひとつが、図４において、入力トルクに対してパワーローラ２０がオフセットしたときに、ピボットシャフト２４の倒れが図中上下方向に発生し、実際のパワーローラ２０のオフセット量に対して、ピボットシャフト２４の倒れ分だけトラニオン２３の軸方向変位量が小さくなって、実際のメカニカルフィードバック量も変化し、このフィードバック量の変化によって、パワーローラ２０が余分に傾転することで、変速が過大になってこれがトルクシフトの第１の要因となる。
【００１０】第２の要因は、入出力ディスク２１、２２及びパワーローラ２０によってトルク伝達を行うために、ローディングカム装置が入力トルクに応じた挟持圧力を発生し、パワーローラ２０は入出力ディスク２１、２２により、挟持、押圧されており、パワーローラ２０は、図４において、入出力ディスク２１、２２の間から押し出される方向のスラスト力を受ける。ここで、対向するパワーローラ２０、２０を支持するトラニオン２３、２３は、ピボットシャフト２４を挟んだ上下で、図示しない揺動自在なリンクを介して連結されているため、この連結点を支点にしてトラニオン２３は、スラスト力によって変形し、このトラニオン２３、３２の変形によって、パワーローラ２０の傾転角が目標とする傾転角からずれてしまい、これが、トルクシフトの第２の要因となる。
【００１１】次に、第３の要因は、トルク伝達を行うために、パワーローラ２０は入出力ディスク２１、２２により、挟持、押圧されているが、入出力ディスク２１が出力ディスク２２側に押し付けられることにより、ディスクに変形が生じる。
【００１２】そして、この変形によって、パワーローラ２０と入出力ディスク２１、２２の接触位置が変化するため、ピボットシャフト２４が揺動し、この揺動に応じてトラニオン２３が軸方向に変位するために変速が行われる。これが、トルクシフトの第３の要因となっている。
【００１３】上記のようなトルクシフトには、次のようなヒステリシスが存在する。
【００１４】ＣＶＴ比がギアードニュートラルポイントＧＮＰ近傍にあり、かつ、入力トルクが０を含んで変化する場合では、無段変速機構２への入力トルクの方向が、ギアードニュートラルポイントＧＮＰを境に反転するため、図２３に示すように、トルクシフトにヒステリシス領域が生じる。
【００１５】トロイダル型の無段変速機構２として、図４に示すようにピボットシャフト２４を介してパワーローラ２０を支持する場合、ピボットシャフト２４の基端とトラニオン２３の間には軸受が介装されてピボットシャフト２４を揺動自在に支持している。
【００１６】この軸受には径方向のガタ（クリアランス）とフリクションがあるため、パワーローラ２０に加わるトルクが、これらガタ及びフリクションよりも大きくなるまでピボットシャフト２４は揺動しない。
【００１７】このため、ギアードニュートラルポイントＧＮＰ近傍では、入力トルクの方向が反転してから、ピボットシャフト２４まわりのガタ及びフリクションよりも、入力トルクの絶対値が大きくなるまでピボットシャフト２４が揺動しないため、トルクシフトにヒステリシスが生じる。
【００１８】したがって、図２３のように、入力トルクの増大側（負から正へ向かう方向）では、図中Ｔ＋の線に沿ってパワーローラ２０の傾転角が減少する一方、入力トルクの減少側（正から負へ向かう方向）では、図中Ｔ−の線に沿ってパワーローラ２０の傾転角が増大するヒステリシス領域となる。
【００１９】そして、図中Ｔ＋の線上でギアードニュートラルポイントＧＮＰを維持しようとしても、入力トルク＝０のときに取り得る傾転角は、図中変動範囲Δφ（入力トルク＝０のとき、傾転角が取り得る値）内で不定となるため、ＩＶＴ比がギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれてしまうという特性を有している。
【００２０】しかしながら、上記従来例においては、上述したトロイダル型無段変速機構のトルクシフトのヒステリシスによって、実変速比がギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現する変速比からずれていると、ＩＶＴの総変速比が無限大とならず、動力循環モードクラッチの締結時に回転数差によるショックが生じてしまい、変速比のずれが大きい場合には、エンジンを停止させてしまうという問題がある。
【００２１】また、動力循環モードクラッチの締結時に、運転者が期待する車両の進行方向とは逆側に総変速比がずれていた場合では、期待した進行方向と逆方向のクリープトルクが発生してしまい、運転者に違和感を与える原因となる。例えば、図２４において、変速比（ＣＶＴ比）がギアードニュートラルポイントＧＮＰから後退側（Ｈｉ側）にずれていると、運転者がセレクトレバーをＮレンジからＤレンジに移動させたのにも係わらず後退側のクリープトルクが発生してしまうこととなる。
【００２２】本発明は、上記従来技術の問題を鑑みてなされたものであり、変速比無限大無段変速機において、車両停止時の総変速比が無限大からずれることによるセレクトレバー操作時のショックや違和感を防止することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、エンジンに連結されたユニット入力軸に、変速比を連続的に変更可能なトロイダル型の無段変速機構と一定変速機構とをそれぞれ連結するとともに、無段変速機構と一定変速機構の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段変速機と、セレクトレバーの位置を検出するシフト位置検出手段と、前記無段変速機構の変速比を変更するアクチュエータと、車両の運転状態に応じて前記アクチュエータを制御することで変速比無限大無段変速機の総変速比を変更する変速比制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＤレンジあるいはＲレンジへの操作を検出すると、前記アクチュエータの位置を一時的に動かした後、ギアードニュートラルポイントを実現する位置へ駆動する。
【００２４】また、第２の発明は、エンジンに連結されたユニット入力軸に、変速比を連続的に変更可能なトロイダル型の無段変速機構と一定変速機構とをそれぞれ連結するとともに、無段変速機構と一定変速機構の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段変速機と、セレクトレバーの位置を検出するシフト位置検出手段と、前記無段変速機構の変速比を変更するアクチュエータと、車両の運転状態に応じて前記アクチュエータを制御することで変速比無限大無段変速機の総変速比を変更する変速比制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＤレンジあるいはＲレンジへの操作を検出すると、前記アクチュエータの位置をギアードニュートラルポイントに対応した位置から一時的に動かした後、発進の際にギアードニュートラルポイントを実現する位置へ駆動する。
【００２５】また、第３の発明は、前記第１または第２の発明において、前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＤレンジあるいはＲレンジへの操作を検出してアクチュエータの位置を一時的に動かす際に、少なくともトルクシフトによるヒステリシスの大きさに応じた位置までアクチュエータを動かす。
【００２６】また、第４の発明は、前記第２または第３の発明において、前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＤレンジあるいはＲレンジへの操作を検出すると、車両の進行方向に応じて、前記アクチュエータの駆動方向を設定する。
【００２７】また、第５の発明は、前記第４の発明において、前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＤレンジへの操作を検出したときには、前記アクチュエータの駆動位置をギアードニュートラルポイントに対応した位置から、無段変速機構の変速比の大側に予め設定された位置へ向けて駆動した後、発進の際にギアードニュートラルポイントを実現する位置へ駆動する。
【００２８】また、第６の発明は、前記第４の発明において、前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＲレンジへの操作を検出したときには、前記アクチュエータの駆動位置をギアードニュートラルポイントに対応した位置から、無段変速機構の変速比の小側に予め設定された位置へ向けて駆動した後、発進の際にギアードニュートラルポイントに対応した位置へ駆動する。
【００２９】また、第７の発明は、エンジンに連結されたユニット入力軸に、変速比を連続的に変更可能なトロイダル型の無段変速機構と一定変速機構とをそれぞれ連結するとともに、無段変速機構と一定変速機構の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段変速機と、セレクトレバーまたはスイッチの位置を検出するシフト位置検出手段と、前記無段変速機構の変速比を変更するアクチュエータと、車両の運転状態に応じて前記アクチュエータを制御することで変速比無限大無段変速機の総変速比を変更する変速比制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＤレンジあるいはＲレンジへの操作を検出すると、入力トルクが０のときにギアードニュートラルポイントを実現する位置へ前記アクチュエータを駆動し、このギアードニュートラルポイントを実現する位置は、前記シフト位置検出手段で設定された進行方向に向けて入力トルクが変化するときに、進行方向に応じたクリープトルクを制御可能な位置に設定される。
【００３０】また、第８の発明は、エンジンに連結されたユニット入力軸に、変速比を連続的に変更可能なトロイダル型の無段変速機構と一定変速機構とをそれぞれ連結するとともに、無段変速機構と一定変速機構の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段変速機と、セレクトレバーまたはスイッチの位置を検出するシフト位置検出手段と、前記無段変速機構の変速比を変更するアクチュエータと、車両の運転状態に応じて前記アクチュエータを制御することで変速比無限大無段変速機の総変速比を変更する変速比制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、前記変速比制御手段は、前記シフト位置検出手段がＮレンジまたはＰレンジからＤレンジあるいはＲレンジへの操作を検出すると、入力トルクが増大した状態でギアードニュートラルポイントを実現する位置へ前記アクチュエータを駆動する。
【００３１】また、第９の発明は、前記第８の発明において、前記変速比制御手段は、前記入力トルクが増大した状態でギアードニュートラルポイントを実現する位置を、トルクシフトによるヒステリシスの領域の外側またはヒステリシス領域の終点に設定する。
【００３２】また、第１０の発明は、前記第９の発明において、前記変速比制御手段は、前記入力トルクが増大した状態でギアードニュートラルポイントを実現する位置を、無段変速機構への入力トルクの方向に応じて設定する。
【００３３】
【発明の効果】したがって、第１の発明は、トロイダル型の無段変速機構を用いた変速比無限大無段変速機では、総変速比が無限大となるギアードニュートラルポイント近傍において、無段変速機構の変速比と、無段変速機構に作用するトルクの関係に、トルクシフトに応じたヒステリシスがある。Ｎ−ＤセレクトまたはＮ−Ｒセレクトによって車両の発進を行う際に、無段変速機構の変速比を変更するアクチュエータの位置を一時的に動かしてから、ギアードニュートラルポイントを実現する位置へ駆動することで、トルクシフトに起因するヒステリシスで不定となっていた変速比を、ヒステリシスの変動範囲の最小値または最大値に設定して、このヒステリシスによって無段変速機構の変速比がギアードニュートラルポイントからずれるのを確実に防止し、前記従来例のようなセレクトレバー操作時のショックや違和感を防止することができ、変速比無限大無段変速機の発進性能を向上させることが可能となる。
【００３４】また、第２の発明は、トロイダル型の無段変速機構を用いた変速比無限大無段変速機では、総変速比が無限大となるギアードニュートラルポイント近傍において、無段変速機構の変速比と、無段変速機構に作用するトルクの関係に、トルクシフトに応じたヒステリシスがある。Ｎ−ＤセレクトまたはＮ−Ｒセレクトによって車両の発進を行う際に、無段変速機構の変速比を変更するアクチュエータの位置を、停車中にギアードニュートラルポイントを実現する位置から一時的に動かした後に、ギアードニュートラルポイントを実現する位置へ駆動することで、アクチュエータの位置がギアードニュートラルポイントに対応した位置にあるにもかかわらず、トルクシフトに起因するヒステリシスで不定となっていた変速比を、ヒステリシスの変動範囲の最小値または最大値に設定して、このヒステリシスによって無段変速機構の変速比がギアードニュートラルポイントからずれるのを確実に防止し、前記従来例のようなセレクトレバー操作時のショックや違和感を防止することができ、変速比無限大無段変速機の発進性能を向上させることが可能となる。
【００３５】また、第３の発明は、ＮレンジまたはＰレンジからＤレンジあるいはＲレンジへの操作を検出してアクチュエータの位置を一時的に動かす際に、少なくともトルクシフトによるヒステリシスの大きさに応じた位置までアクチュエータを動かしてから、発進の際にギアードニュートラルポイントを実現する位置へアクチュエータを駆動することで、アクチュエータの位置がギアードニュートラルポイントに対応した位置にあるにもかかわらず、トルクシフトに起因するヒステリシスで不定となっていた変速比を、無段変速機構へ入力トルクが加わって発進する際に、ギアードニュートラルポイントを実現する変速比におけるヒステリシスの変動範囲の最小値または最大値に設定して、このヒステリシスによって無段変速機構の変速比がギアードニュートラルポイントからずれるのを確実に防止し、前記従来例のようなセレクトレバー操作時のショックや違和感を防止することができ、変速比無限大無段変速機の発進性能を向上させることが可能となる。
【００３６】また、第４の発明は、ＮレンジまたはＰレンジからＤレンジあるいはＲレンジへの操作を検出すると、車両の進行方向に応じて、前記アクチュエータの駆動方向を設定するため、ギアードニュートラルポイントから前進する場合と後退する場合では、無段変速機構の入力トルクの向きが異なり、したがって、トルクシフトによる変速比の変動方向も異なるから、進行方向に応じてアクチュエータの駆動方向を変更することで、発進の際にギアードニュートラルポイントを確実に実現することができる。
【００３７】また、第５の発明は、ＮレンジからＤレンジへの操作によって前進側へ発進する際には、アクチュエータの駆動位置をギアードニュートラルポイントに対応した位置から、無段変速機構の変速比の大側に予め設定された位置へ向けて駆動した後、発進の際にギアードニュートラルポイントを実現する位置へ駆動するようにしたため、トルクシフトによるヒステリシスのためギアードニュートラルポイント近傍で不定となっていた無段変速機構の変速比を、確実にギアードニュートラルポイントに設定してから前進側へ発進できるのに加え、アクチュエータを一時的に動かす方向を、無段変速機構の変速比の大側としたので、この変速比の大側はギアードニュートラルポイントから前進側の総変速比となるため、アクチュエータの位置が、発進の際に用いるギアードニュートラルポイントに達する以前に動力循環モードクラッチが締結されたとしても、車両はセレクトレバーで設定された前進側に推進されるため、前記従来例のように、運転者が期待する車両の進行方向とは逆側に駆動力が伝達されるのを確実に防止できる。
【００３８】また、第６の発明は、ＮレンジからＲレンジへの操作によって後退側へ発進する際には、アクチュエータの駆動位置をギアードニュートラルポイントに対応した位置から、無段変速機構の変速比の小側に予め設定された位置へ向けて駆動した後、発進の際にギアードニュートラルポイントを実現する位置へ駆動するようにしたため、トルクシフトによるヒステリシスのためギアードニュートラルポイント近傍で不定となっていた無段変速機構の変速比を、確実にギアードニュートラルポイントに設定してから前進側へ発進できるのに加え、アクチュエータを一時的に動かす方向を、無段変速機構の変速比の小側としたので、この変速比の小側はギアードニュートラルポイントから後退側の総変速比となるため、アクチュエータの位置が、発進の際に用いるギアードニュートラルポイントに達する以前に動力循環モードクラッチが締結されたとしても、車両はセレクトレバーで設定された後退側に推進されるため、前記従来例のように、運転者が期待する車両の進行方向とは逆側に駆動力が伝達されるのを確実に防止できる。
【００３９】また、第７の発明は、発進の際には無段変速機構の変速比が、入力トルクが０のときにギアードニュートラルポイントとして設定され、かつ、この変速比では進行方向に向けて入力トルクが変化するときに、進行方向に応じたクリープトルクを制御可能に設定されるため、動力循環モードクラッチの締結容量を制御することなどで、高い再現性を持ってクリープトルクの制御を行うことが可能となる。
【００４０】また、第８の発明は、発進の際には無段変速機構の変速比が、入力トルクが増大した状態でギアードニュートラルポイントとして設定されるため、特に、無負荷のときに顕著になる無段変速機構のヒステリシスを回避して、ギアードニュートラルポイントを正確に設定し、動力循環モードクラッチを徐々に締結することで円滑に発進することが可能となる。
【００４１】また、第９の発明は、入力トルクが増大した状態でギアードニュートラルポイントを実現する位置を、トルクシフトによるヒステリシスの領域の外側またはヒステリシス領域の終点に設定することで、ヒステリシス領域の影響を受けることなく高い応答性を持って変速制御を行うことが可能となる。
【００４２】また、第１０の発明は、トルクシフトによるヒステリシスの領域の外側またはヒステリシス領域の終点に設定されてギアードニュートラルポイント実現位置を、無段変速機構の入力トルクの方向、換言すれば、車両の進行方向に応じて設定することにより、前進、後退のそれぞれについて、ヒステリシス領域の影響を受けることなく高い応答性を持って変速制御を行うことが可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００４４】図１〜図３は、本発明が適用される変速比無限大無段変速機（以下、「ＩＶＴ」とする。）の概略構成を示し、ここに示すＩＶＴはいわゆるハーフトロイダル型の無段変速機構２を用いて構成される。
【００４５】図１〜図３に示すように、ＩＶＴはエンジンのクランクシャフトに連結されるＩＶＴ入力軸１（ユニット入力軸）に、変速比を連続的に変更可能な無段変速機構２と、ギア３ａ、ギア３ｂから構成された一定変速機構３（減速機）とを並列的に連結し、これらの出力軸４、３ｃをＩＶＴ出力軸６（ユニット出力軸）側で同軸的に配設するとともに、これら出力軸４、３ｃを遊星歯車機構５で連結したものである。
【００４６】無段変速機構２の出力軸４は、スプロケット４ａ及びチェーン４０を介して無段変速機構２の出力スプロケット２ａとの間で駆動力の伝達を行い、この出力軸４の一端が遊星歯車機構５のサンギア５ａに連結され、他端にはＩＶＴ出力軸６と選択的に締結する直結モードクラッチ１０が配設される。
【００４７】一方、一定変速機構３の出力軸３ｃは、動力循環モードクラッチ９を介して遊星歯車機構５のキャリア５ｂに連結され、キャリア５ｂのピニオンに歯合するリングギア５ｃは、ＩＶＴ出力軸６に結合される。
【００４８】ＩＶＴの出力軸６には変速機出力ギア７が設けられ、この変速機出力ギア７が差動ギア８のファイナルギア１２と噛み合い、所定の総減速比で差動ギア８と結合した駆動軸１１ａ、１１ｂに駆動力が伝達される。
【００４９】無段変速機構２は、２組の入力ディスク２１、出力ディスク２２で、パワーローラ２０をそれぞれ挟持、押圧するダブルキャビティのトロイダル型無段変速機構であり、パワーローラ２０は後述するトラニオンで回転自在に支持されている。このトラニオンの傾転角を、後述するステップモータ３６（アクチュエータ）のステップ数（回転角＝駆動位置）に応じて変化させることにより、無段変速機構２の変速比、さらにはＩＶＴの総変速比を無段階に変化させることができる。
【００５０】無段変速機構２の変速比（ＣＶＴ比）とＩＶＴの総変速比の逆数（１／ＩＶＴ比）との関係は図２４に示すようになる。
【００５１】この図に示すように、動力循環モードクラッチ９が締結され、直結モードクラッチ１０が解放された動力循環モードでは、無段変速機構２と一定変速機構３の変速比の差に応じて、変速比を前進側、後退側共に無限大（図中のギアードニュートラルポイントＧＮＰ）を含んで連続的に変化させることができる。また、動力循環モードクラッチ９が解放され、直結モードクラッチ１０が締結され直結モードでは、無段変速機構２の変速比に応じた変速制御を行うことができる。
【００５２】トロイダル型の無段変速機構２は、図１に示すように、２組の入力ディスク２１、出力ディスク２２で、パワーローラ２０、２０をそれぞれ挟持、押圧するダブルキャビティのハーフトロイダル型で構成され、一対の出力ディスク２２の間に介装された出力スプロケット２ａは、チェーン４０を介してＩＶＴ入力軸１、ＣＶＴ入力軸１ｂと平行して配置されたＩＶＴ出力軸６側の無段変速機出力軸４に形成したスプロケット４ａと連結する。
【００５３】また、図２に示すように、ＩＶＴ入力軸１、ＣＶＴ入力軸１ｂは、同軸的に配設されるとともに、ローディングカム１３を介して回転方向で結合しており、ＩＶＴ入力軸１はエンジンのクランクシャフトに結合されるとともに、一定変速機構３のギア３ａを形成し、ＣＶＴ入力軸１ｂは２組の入力ディスク２１、２１に連結されて、ＩＶＴ入力軸１からの入力トルクに応じてローディングカム１３が発生した軸方向の押圧力によって、パワーローラ２０、２０を入出力ディスクの間で挟持、押圧する。
【００５４】無段変速機構２は、２組の入力ディスク２１、出力ディスク２２で、パワーローラ２０をそれぞれ挟持、押圧するダブルキャビティのトロイダル型無段変速機構であり、パワーローラ２０は後述するトラニオン２３で回転自在に支持されている。このトラニオン２３の傾転角を、後述するステップモータ３６のステップ数（回転角）に応じて変化させることにより、無段変速機構２の変速比、さらにはＩＶＴの総変速比を無段階に変化させることができる。
【００５５】無段変速機構２の変速比（ＣＶＴ比）とＩＶＴの総変速比の逆数（１／ＩＶＴ比）との関係は図２４に示すようになる。
【００５６】この図２４に示すように、動力循環モードクラッチ９が締結され、直結モードクラッチ１０が解放された動力循環モードでは、無段変速機構２と一定変速機構３の変速比の差に応じて、変速比を前進側、後退側共に無限大（図中のギアードニュートラルポイント）を含んで連続的に変化させることができる。また、動力循環モードクラッチ９が解放され、直結モードクラッチ１０が締結された直結モードでは、無段変速機構２の変速比に応じた変速制御を行うことができる。
【００５７】ここで、トロイダル型無段変速機構２の変速機構及びメカニカルフィードバック機構について説明する。
【００５８】入出力ディスク２１、２２に挟持されるとともに、対向する位置に配置されたパワーローラ２０、２０は、図４に示すように、基端側をトラニオン２３、２３で揺動自在に支持されるとともに、所定のオフセットを設けたピボットシャフト２４、２４によってそれぞれ軸支される。なお、ピボットシャフト２４の基端側とトラニオン２３の間には、ニードルベアリングなどの図示しない軸受が介装される。
【００５９】図４において、ピボットシャフト２４の基端側を揺動自由に支持するトラニオン２３は、下部を油圧シリンダ３０に結合して、軸方向へ変位可能かつ軸まわりに回転可能に支持される。なお、複数のトラニオン２３のうちの一つの下端には、後述するシフトコントロールバルブ４６へ傾転角、すなわち、実変速比（実際のＣＶＴ比）とトラニオン２３の軸方向変位を合成してフィードバックするためのプリセスカム３５が設けられる。
【００６０】油圧シリンダ３０はピストン３１によって画成された上下の油室３０Ａ、３０Ｂを備えており、図４に示すように、対向配置されたトラニオン２３、２３の油圧シリンダ３０、３０は、油室３０Ａ、３０Ｂの配置が相互に逆転するように設定されて、トラニオン２３、２３は相互に逆方向へ駆動される。なお、トラニオン２３、２３は、ピボットシャフト２４を挟んだ上下で、図示はしないが揺動自在なリンクを介して連結され、トラニオン２３、２３は相互に逆方向へ変位する。
【００６１】このため、油室３０Ａの油圧を増大すると同時に油室３０Ｂの油圧を低減すると、図中右側のトラニオン２３が上昇する一方、図中左側のトラニオン２３は下降してパワーローラ２０、２０はＬｏ側（変速比＝大側）へ傾転（トラニオン２３の軸回りに変位）して変速が行われ、このとき、パワーローラ２０の回転軸２０ｃと入出力ディスクの回転軸１ｃが一致するように、トラニオン２３の軸方向変位に応じてピボットシャフト２４は軸線２４ｃ回りに揺動するため、パワーローラ２０は傾転した状態を維持しながら、回転軸２０ｃを入出力ディスクの回転軸１ｃに一致させて、駆動力の伝達を行うことができる。
【００６２】一方、油室３０Ａの油圧を低減すると同時に油室３０Ｂの油圧を増大すると、上記とは逆となって、図中右側のトラニオン２３が下降する一方、図中左側のトラニオン２３は上昇し、パワーローラ２０、２０はＨｉ側（変速比＝小側）へ傾転して変速が行われる。
【００６３】そして、プリセスカム３５は、図４に示すように、円周方向に所定の傾斜を備えたカム溝またはカム面を備えており、このカム溝またはカム面に揺動自在なフィードバックリンク３８の一端が摺接する。
【００６４】フィードバックリンク３８は、例えば、Ｌ字状に形成されるとともに揺動軸３９を中心にして揺動自在に支持されており、一端で上記カム溝またはカム面と摺接する一方、他端で変速リンク３７の一端と係合し、トラニオン２３の回転量、すなわち傾転角と、軸方向変位量を合成して変速リンク３７の一端に伝達する。
【００６５】この変速リンク３７は、図５に示すように、中央部でシフトコントロールバルブ４６のスプール４６Ｓの端部と連結する一方、フィードバックリンク３８と連結した反対側の端部ではステップモータ３６と連結し、変速リンク３７はステップモータ３６の駆動によってシフトコントロールバルブ４６のスプール４６Ｓを軸方向に変位させるとともに、トラニオン２３の回動と軸方向変位に応じてシフトコントロールバルブ４６を軸方向に変位させる。
【００６６】一方、直結モードと動力循環モードを切り換える動力循環モードクラッチ９と直結モードクラッチ１０は、図２に示すように、遊星歯車機構５を挟んだＩＶＴ出力軸６上で同軸的に配設されている。
【００６７】動力循環モードクラッチ９は、油室９ａに供給されるクラッチ圧（制御圧）Ｐｐｒｃがリターンスプリング９ｂに対向してピストンを押圧することで締結が行われ、クラッチ圧Ｐｐｒｃの増大に応じてクラッチ容量を増大して解放状態から締結状態に至る。
【００６８】同様に直結モードクラッチ１０は油室１０ａに供給されるクラッチ圧Ｐｄｃがリターンスプリング１０ｂに対向してピストンを押圧することで締結が行われ、クラッチ圧Ｐｄｃの増大に応じてクラッチ容量を増大して解放状態から締結状態に至る。
【００６９】なお、これら動力循環モードクラッチ９、直結モードクラッチ１０は、セレクトレバーの操作に応動するインヒビタスイッチ８４（図３参照）が、ニュートラル位置Ｎまたはパーキング位置Ｐのときに、共に解放状態となる一方、前進位置Ｄにあるときはどちらか一方のクラッチが締結されており、後退位置Ｒでは動力循環モードクラッチ９が締結され、車両の発進時には、図２４に示したように、動力循環モードのギアードニュートラルポイントＧＮＰから変速が開始される。
【００７０】ＩＶＴの変速制御は、図３に示すように、マイクロコンピュータを主体に構成されたコントロールユニット８０によって行われ、ＩＶＴ入力軸１またはＣＶＴ入力軸１ｂの回転数Ｎｉ（＝エンジン回転数Ｎｅ）を検出する第１回転数センサ８１からの出力と、無段変速機出力軸４または出力スプロケット２ａの回転数Ｎｏを検出する無段変速機出力軸の第２回転数センサ８２からの出力と、ＩＶＴ出力軸６等の回転数から車速ＶＳＰを検出する車速センサ８３からの出力と、アクセル開度センサ８５が検出したアクセルペダルの踏み込み量ＡＰＳと、図示しないシフトレバーなどの操作に応動するインヒビタスイッチ８４からのシフト位置ＰＯＳ等がそれぞれ入力される。なお、ＩＶＴ入力軸１及びＣＶＴ入力軸１ｂとエンジンは直結されるため、無段変速機構２の入力軸回転数Ｎｉとエンジン回転数Ｎｅは等価となる。
【００７１】コントロールユニット８０はこれらの検出値を運転状態として処理し、この運転状態に応じてソレノイド９１、９２をデューティ制御により駆動することで動力循環モードクラッチ９と直結モードクラッチ１０を選択的に締結するように信号圧を制御して、動力循環モードと直結モードを切り換える。
【００７２】そして、運転状態に応じたＩＶＴ比（ＩＶＴ入力軸１とＩＶＴ出力軸６の速度比＝総変速比で、以下、ＩＶＴ比とする）となるようにステップモータ３６を駆動することで無段変速機構２の変速比ｉｃ（以下、ＣＶＴ比とする）を制御する。
【００７３】なお、インヒビタスイッチ８４の検出値ＰＯＳは、上記したように前進位置をＤレンジ、後退位置をＲレンジ、ニュートラル位置をＮレンジ、パーキング位置をＰレンジとする。
【００７４】＜Ａ．油圧制御＞次に、図５を参照しながら油圧制御装置について詳述する。
【００７５】まず、油圧制御装置は、油圧ポンプから供給された油圧が、ＰＬソレノイド９０の信号圧によって制御されたプレッシャレギュレータ１００で所定の圧力に調整され、ライン圧ＰＬとしてライン圧回路１０１へ供給される。
【００７６】そして、ライン圧回路１０１には、トラニオン２３を駆動する油圧シリンダ３０への流量と供給方向を制御するシフトコントロールバルブ４６が接続され、上記したように、変速リンク３７を介してコントロールユニット８０に制御されるステップモータ３６またはフィードバックリンク３８の変位に応じてスプール４６Ｓが変位し、スプール４６Ｓの変位量に応じたライン圧ＰＬを油圧シリンダ３０の２つの油室３０Ａ、３０Ｂのうちの一方へ供給する。
【００７７】また、ライン圧回路１０１には、動力循環モードクラッチ９を制御するソレノイド９２と、直結モードクラッチ１０を制御するソレノイド９１が配設され、これらソレノイド９１、９２はコントロールユニット８０によってデューティ制御される。
【００７８】デューティ制御によって駆動されたソレノイド９２からの信号圧に応じて、制御弁９４は、マニュアルバルブ６０からのライン圧ＰＬを調圧してクラッチ圧Ｐｐｒｃとして動力循環モードクラッチ９へ供給し、締結、解放を行っており、この信号圧の増大によってクラッチ圧Ｐｐｒｃも増大して、動力循環モードクラッチ９は解放状態から締結されるとともに、トルク伝達容量がクラッチ圧Ｐｐｒｃに応じて増大する一方、ソレノイド９２からの信号圧が減少するとクラッチ圧Ｐｐｒｃも低下して、制御弁９４は動力循環モードクラッチ９の油室９ａ（図２参照）をドレーン側に接続して解放する。
【００７９】同様に、ソレノイド９１からの信号圧に応じて、制御弁９３はマニュアルバルブ６０からのライン圧ＰＬを調圧し、クラッチ圧Ｐｄｃとして直結モードクラッチ１０へ供給して締結、解放を行っており、ソレノイド９１からの信号圧が増大するとクラッチ圧Ｐｄｃも増大して解放状態から締結されるとともにトルク伝達容量がクラッチ圧Ｐｄｃに応じて増大する一方、信号圧が減少するとクラッチ圧Ｐｄｃも低下するため、制御弁９３は直結モードクラッチ１０の油室１０ａ（図２参照）をドレーン側に接続して解放する。
【００８０】このように、上記ソレノイド９２、９１のデューティ制御によって動力循環モードクラッチ９及び直結モードクラッチ１０のうちの一方が締結されて、動力循環モードと直結モードが選択的に切り換えられるとともに、ソレノイド９１、９２のデューティ比に応じて伝達トルクの制御を行うことができる。
【００８１】ここで、シフトコントロールバルブ４６は、ライン圧回路１０１に連通した供給ポート４６Ｐと、油圧シリンダ３０の油室３０Ａと連通したＬｏ側ポート４６Ｌと、油圧シリンダ３０の油室３０Ｂと連通したＨｉ側ポート４６Ｈと、２つのドレーンポート４６Ｄ、４６Ｄが供給ポート４６Ｐを挟んで設けられており、スプール４６Ｓの軸方向変位に応じて、供給ポート４６ＰからＬｏ側ポート４６ＬまたはＨｉ側ポート４６Ｈのうちの一方にライン圧ＰＬが調圧されて供給される一方、他方のポートはドレーンポート４６Ｄと連通する。
【００８２】一方、スプール４６Ｓが中立位置にある場合は、供給ポート４６Ｐ、ドレーンポート４６Ｄ、Ｌｏ側ポート４６Ｌ及びＨｉ側ポート４６Ｈはそれぞれ封止される。
【００８３】この中立位置から図中上方へスプール４６Ｓが変位すると、供給ポート４６ＰとＬｏ側ポート４６Ｌが連通する一方、Ｈｉ側ポート４６Ｈがドレーンポート４６Ｄと連通し、供給ポート４６Ｐの開口量と供給ポート４６ＰとＬｏ側ポート４６Ｌの差圧（圧力差）に応じた流量がＬｏ側ポート４６Ｌへ供給される。
【００８４】逆に、中立位置から図中下方へスプール４６Ｓが変位すると、供給ポート４６ＰとＨｉ側ポート４６Ｈが連通する一方、Ｌｏ側ポート４６Ｌがドレーンポート４６Ｄと連通し、供給ポート４６Ｐの開口量と供給ポート４６ＰとＨｉ側ポート４６Ｈの差圧（圧力差）に応じた流量がＨｉ側ポート４６Ｈへ供給される。
【００８５】こうして、供給ポート４６Ｐから油圧シリンダ３０の油室３０Ａまたは３０Ｂの一方へ流れ込む流量と、油室３０Ａまたは３０Ｂの他方からドレーンポート４６Ｄへ流れ出る流量のバランスに応じて差圧が決まる。
【００８６】いま、目標ＣＶＴ比ｔｉｃがＬｏ側に変化した場合、ステップモータ３６はステップ数Ｓｔｅｐを減少して、変速リンク３７の一端を図５の上方へ向けて目標ＣＶＴ比ｔｉｃに応じて変位させる。
【００８７】このときパワーローラ２０の傾転角が定常状態にあればプリセスカム３５は停止しているため、スプール４６Ｓも上方へ変位して、供給ポート４６ＰとＬｏ側ポート４６Ｌが連通する一方、Ｈｉ側ポート４６Ｈがドレーンポート４６Ｄと連通し、供給ポート４６ＰからＬｏ側ポート４６Ｌを介して供給された流量に応じて油室３０Ａの油圧が上昇する。
【００８８】一方、油室３０Ｂ内の油圧はドレーンポート４６Ｄから排出されて、図４に示す右側のトラニオン２３は上昇し、パワーローラ２０はトラニオン２３の上昇に伴ってＣＶＴ比のＬｏ側に傾転して変速を行う。
【００８９】そして、上述したように、トラニオン２３の軸方向変位量に応じて、ピボットシャフト２４が揺動することで、パワーローラ２０の回転軸２０ｃは入出力ディスクの回転軸１ｃと同一平面上に保持される。
【００９０】油圧シリンダ３０の駆動によって、トラニオン２３は軸方向及び軸まわりに変位し、これらトラニオン２３の変位はフィードバックリンク３８を介して変速リンク３７へ伝達され、パワーローラ２０のＬｏ側への傾転に応じてフィードバックリンク３８は、図５において、変速リンク３７の左側端部を下方へ変位させる。
【００９１】したがって、上方に変位していたスプール４６Ｓは、中立位置へ向けた下方へ変位し、パワーローラ２０の傾転角が目標ＣＶＴ比ｔｉｃに一致した時点で、スプール４６Ｓはプリセスカム３５に駆動されて再び中立位置へ復帰し、油圧シリンダ３０の駆動を停止する。
【００９２】こうして、ＣＶＴ比のＬｏ側へ変速する際には、まず、ステップモータ３６によってスプール４６Ｓが駆動されることで、油室３０Ａへライン圧回路１０１から作動油が供給される一方、油室３０Ｂ内の圧油はタンクへ排出されて、トラニオン２３が変位することでパワーローラ２０の傾転角はＬｏ側へ向かう。
【００９３】次に、パワーローラ２０の傾転角とトラニオン２３の軸方向変位がプリセスカム３５、フィードバックリンク３８及び変速リンク３７を介してシフトコントロールバルブ４６へフィードバックされるため、スプール４６Ｓは徐々に中立位置へ復帰して、ステップモータ３６が指令した目標ＣＶＴ比ｔｉｃとパワーローラ２０の傾転角に応じた実ＣＶＴ比を一致させることができる。
【００９４】なお、目標ＣＶＴ比ｔｉｃとステップモータ３６のステップ数Ｓｔｅｐの関係は、図１７のように予め設定されたマップなどに基づいて決定される。
【００９５】一方、目標ＣＶＴ比ｔｉｃがＨｉ側に変化した場合では、上記とは逆方向にステップモータ３６等が駆動されて、パワーローラ２０がＨｉ側へ傾転する。
【００９６】また、コントロールユニット８０は、ＮレンジまたはＰレンジが選択された車両の停車中には、動力循環モードクラッチ９を解放してエンジン側と駆動輪側の連結を解除するとともに、ギアードニュートラルポイントＧＮＰを維持するように無段変速機構２の変速比ｉｃを調整する（なお、Ｄレンジを選択した停車中では、動力循環モードクラッチは締結したままである）。
【００９７】そして、車両の発進時にはシフトレバーなどに呼応するシフト位置ＰＯＳと実際のＣＶＴ比やエンジン回転数Ｎｅに基づいて、ソレノイド９２を制御して動力循環モードクラッチ９を徐々に締結しながら、ＩＶＴ比が運転状態に応じた目標値となるようにステップモータ３６の制御を行うものである。
【００９８】＜Ｂ．無段変速機の入力トルク方向＞ここで、ＩＶＴに採用される無段変速機構２へ入力される駆動力、すなわち入力トルクは、直結モードのときにはエンジンからの入力トルクが入力ディスク２１から出力ディスク２２へ伝達される。
【００９９】しかし、動力循環モードのときには、ギアードニュートラルポイントＧＮＰを境にして前進と後退が切り替わるため、無段変速機構２への入力トルクは、後退時には入力ディスク２１から出力ディスク２２へトルクが伝達されて、この入力トルクの方向を正方向とすると、前進時には出力ディスク２２から入力ディスク２１へトルクが伝達されて、入力トルクの方向は負方向となる。
【０１００】動力循環モードでは、図６、図７に示すように、遊星歯車機構５へ入力される無段変速機構２と一定変速機構３の出力軸回転速度の差、すなわち、サンギア５ａの回転速度と、キャリア５ｂのピニオンの公転速度の差に応じてＩＶＴ出力軸６に結合したリングギア５ｃの回転方向が決定される。
【０１０１】いま、図６において遊星歯車機構５を図中右側（無段変速機出力ギア７側）から見ると、図７に示すようになり、図中各回転要素の速度と方向を実線の矢印で、トルクの伝達方向を破線で示し、前進、後退及びギアードニュートラルポイントの様子を、それぞれ（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す。
【０１０２】｛Ｂ．１ 前進｝動力循環モードの前進時では、図７（Ａ）に示すように、キャリア５ｂのピニオンの公転速度がサンギア５ａの回転速度よりも大きい場合、すなわち、無段変速機構２のＣＶＴ比が、図２４に示すギアードニュートラルポイントＧＮＰより大側（Ｌｏ側）にあるときは、キャリア５ｂのピニオンが図中反時計回りに自転するため、リングギア５ｃは図中反時計回りに回転して、ファイナルギア１２は、前進方向に回転する。
【０１０３】このとき、キャリア５ｂのピニオンに伝達されたトルクは、リングギア５ｃとサンギア５ａに伝達されるため、図６の実線に示すように、無段変速機構２への入力トルクは、チェーン４０を介して出力ディスク２２側から入力され、負の方向となる。ちなみに、出力ディスク２２から入力ディスク２１へ伝達されたトルクは、ＣＶＴ入力軸１ｂ及びＩＶＴ入力軸１から一定変速機構３へ伝達されて、駆動力が循環することになる。
【０１０４】｛Ｂ．２ 後退｝後退時では、図７（Ｂ）に示すように、サンギア５ａの回転速度がキャリア５ｂのピニオンの公転速度よりも十分大きい場合、すなわち、無段変速機構２のＣＶＴ比が、図２４に示すギアードニュートラルポイントＧＮＰよりも小側（Ｈｉ側）にあるときで、キャリア５ｂのピニオンが図中時計回りに自転するため、リングギア５ｃも図中時計回りに回転して、ファイナルギア１２は、後退方向に回転する。
【０１０５】このとき、サンギア５ａに伝達されたトルクは、キャリア５ｂとリングギア５ｃに伝達されるため、図６の破線に示すように、無段変速機構２への入力トルクは、入力ディスク２１から出力ディスク２２へ伝達される正方向となり、サンギア５ａを介してキャリア５ｂに伝達されたトルクは、一定変速機構３を介してＣＶＴ入力軸１ｂから再び入力ディスク２１へ循環する。
【０１０６】｛Ｂ．３ ギアードニュートラルポイント｝一方、図７（Ｃ）に示すように、サンギア５ａの回転速度とキャリア５ｂのピニオンの公転速度が、サンギア５ａとリングギア５ｃのギア比に応じた値になると、キャリア５ｂのピニオンは図中時計回りに自転するが、リングギア５ｃは停止して、エンジンからのトルクはサンギア５ａからキャリア５ｂへ循環するだけとなり、ファイナルギア１２を停止させながらも、無段変速機構２の運転を継続して、このときＩＶＴ比は無限大となる。
【０１０７】＜Ｃ．トルクシフトのヒステリシス＞次に、トロイダル型の無段変速機構２に発生するトルクシフトについて説明する。
【０１０８】トロイダル型の無段変速機構２では、入力トルクの変動に応じて変速比が変動するトルクシフトという現象が従来から知られており、無段変速機構２の部材の変形等により、パワーローラ２０の傾転角がステップモータ３６で設定したＣＶＴ比からずれるもので、このトルクシフトの要因として、次の３つがあげられる。
【０１０９】まず、図４において、入力ディスク２１にエンジンからのトルクが加わると、このトルクの影響でパワーローラ２０は、トルクのかかる方向、すなわち、入力ディスク２１の回転方向へ変位して、パワーローラ２０の回転軸２０ｃと入出力ディスクの回転軸１ｃの間にオフセットが生じ、これに伴ってトラニオン２３、２３は上下動する。この例では、図中右側のトラニオン２３が上昇する一方、図中左側のトラニオン２３が下降する。
【０１１０】このため、図中右側のトラニオン２３に設けたプリセスカム３５がＣＶＴ比のＬｏ側（変速比＝大側）に移動し、図５に示したように、シフトコントロールバルブ４６のスプール４６Ｓを変位させて、油圧シリンダ３０に油圧が供給されてパワーローラ２０はＬｏ側に傾転する。
【０１１１】ここで、入力トルクによるトラニオン２３の上昇力（または下降力）と、油圧シリンダ３０内の差圧が釣り合った状態で、パワーローラ２０の回転軸２０ｃと入出力ディスクの回転軸１ｃのオフセットがなくなって変速が終了する。
【０１１２】入力トルクに対してパワーローラ２０がオフセットしたときには、ピボットシャフト２４の倒れが図４の上下方向に発生し、実際のパワーローラ２０のオフセットに対して、ピボットシャフト２４の倒れ分だけトラニオン２３の軸方向変位量が小さくなる。
【０１１３】これによって、プリセスカム３５によるシフトコントロールバルブ４６へのフィードバック量が小さくなるため、実際のパワーローラ２０のオフセット量に対して油圧シリンダ３０で発生する油圧が小さくなって、上記したトラニオン２３の上昇力と油圧シリンダ３０内の差圧を釣り合わせるためには、実際のトラニオン２３の軸方向変位量以上のフィードバック量が必要になり、したがって、このフィードバック量を発生させるためには、パワーローラ２０をより傾転させて、さらに変速させることになる。これが、トルクシフトの第１の要因となっている。
【０１１４】次に、入出力ディスク２１、２２及びパワーローラ２０によってトルク伝達を行うために、図２に示したローディングカム装置１３が入力トルクに対応した挟持圧力を発生し、パワーローラ２０は入出力ディスク２１、２２により、挟持、押圧されている。
【０１１５】このため、パワーローラ２０は、図４において、入出力ディスク２１、２２の間から押し出される方向のスラスト力を受けている。
【０１１６】ここで、対向するパワーローラ２０、２０を支持するトラニオン２３、２３は、上記したように、ピボットシャフト２４を挟んだ上下で、図示しない揺動自在なリンクを介して連結されているため、この連結点を支点にしてトラニオン２３は、スラスト力によって変形する。
【０１１７】この変形により、トラニオン２３の下端に設けたプリセスカム３５の位置が変わり、変速比が変化していない状態でもフィードバックリンク３８を介してスプール４６Ｓにフィードバック量が加わってしまい、このスプール４６Ｓの変位に応じて油圧シリンダ３０へ油圧が供給され、トラニオン２３が軸方向に駆動されて変速することになる。これが、トルクシフトの第２の要因となっている。
【０１１８】次に、第３の要因は、トルク伝達を行うために、パワーローラ２０は入出力ディスク２１、２２により、挟持、押圧されているが、入出力ディスク２１が出力ディスク２２側に押し付けられることにより、ディスクに変形が生じる。
【０１１９】そして、この変形によって、パワーローラ２０と入出力ディスク２１、２２の接触位置が変化するため、ピボットシャフト２４が揺動し、この揺動に応じてトラニオン２３が軸方向に変位するため、上記と同様に変速が行われる。これが、トルクシフトの第３の要因となっている。
【０１２０】こうして、トロイダル型無段変速機では、上記３つの要因により、入力トルクに応じて変速比（ＣＶＴ比）が変動するトルクシフトという現象が生じるのである。
【０１２１】次に、トルクシフトのヒステリシスについて説明する。
【０１２２】ＣＶＴ比がギアードニュートラルポイントＧＮＰ近傍にあり、かつ、入力トルクが０を含んで変化する場合では、上記「Ｂ．無段変速機の入力トルク方向」で述べたように無段変速機構２への入力トルクの方向が、ギアードニュートラルポイントＧＮＰを境に反転するため、図２３に示すように、トルクシフトにヒステリシス領域が生じる。
【０１２３】なお、図２３は、入力トルク＝０となる無負荷のときにギアードニュートラルポイントＧＮＰとなるよう、ステップモータ３６のステップ数Ｓｔｅｐを固定した状態で、無段変速機構２への入力トルクを変化させたものである。
【０１２４】トロイダル型の無段変速機構２として、図４に示したようなピボットシャフト２４を介してパワーローラ２０を支持する場合、ピボットシャフト２４の基端とトラニオン２３の間には、上記したように軸受が介装されてピボットシャフト２４を揺動自在に支持している。
【０１２５】しかしながら、この軸受には径方向のガタ（クリアランス）とフリクションがあるため、パワーローラ２０に加わるトルクが、これらガタ及びフリクションよりも大きくなるまでピボットシャフト２４は揺動しない。
【０１２６】このため、ギアードニュートラルポイントＧＮＰ近傍では、入力トルクの方向が反転してから、ピボットシャフト２４まわりのガタ及びフリクションよりも、入力トルクの絶対値が大きくなるまでピボットシャフト２４が揺動しないため、トルクシフトにヒステリシスが生じる。
【０１２７】したがって、図２３のように、入力トルクの増大側（負から正へ向かう方向）では、図中Ｔ＋の線に沿ってパワーローラ２０の傾転角が減少する一方、入力トルクの減少側（正から負へ向かう方向）では、図中Ｔ−の線に沿ってパワーローラ２０の傾転角が増大するヒステリシス領域となる。
【０１２８】そして、図中Ｔ＋の線上でギアードニュートラルポイントＧＮＰを維持しようとしても、入力トルク＝０のときに取り得る傾転角は、図中変動範囲Δφ内で不定となるため、ＩＶＴ比がギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれてしまい、前記従来例のように発進時のショックや意図しないクリープトルクが発生する場合がある。
【０１２９】＜Ｄ．ヒステリシスの回避＞トロイダル型の無段変速機構２を採用した場合では、上記のようなヒステリシス領域が存在するが、図９、図１０に示すように、入力トルクが０近傍の領域において、ギアードニュートラルポイントＧＮＰとなり得るステップモータ３６のステップ数は、上記ヒステリシスのために図中ＡｓｔｅｐからＢｓｔｅｐの範囲で多数存在することになる。
【０１３０】そこで、図８に示すように、停車中にギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現するステップ数をＡｓｔｅｐとすると、ＮレンジまたはＰレンジで停車中の際には、ステップモータ３６をこのＡｓｔｅｐに設定して動力循環モードクラッチ９を解放させる。
【０１３１】この停車状態から、図示しないシフトレバー等がＤレンジへ操作されて前進方向へ発進する際には、実際の傾転角が図中変動範囲Δφ内のいずれかにあるため、一旦、ステップモータ３６を車両の進行方向、すなわち、インヒビタスイッチ８４の出力ＰＯＳに応じて予め設定したステップ数だけ送った後、同じく車両の進行方向に応じて予め設定されたステップ数に戻しておく。
【０１３２】例えば、Ｎ−Ｄセレクトが行われて前進方向へ発進する場合には、ギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現する図８のＡｓｔｅｐから、ステップモータ３６のステップ数をＢｓｔｅｐ（図中実線）まで一時的に減少させ、動力循環モードの前進側であるＣＶＴ比の大側へ一時的に変更し、動力循環モードクラッチ９が締結される以前に、再びステップ数を増大させてＡｓｔｅｐへ戻す。
【０１３３】なお、図１７に示したように、ステップモータ３６のステップ数は、小さい方がＣＶＴ比の大側（Ｌｏ側＝傾転角は小側）で、ステップ数の大きい方がＣＶＴ比の小側（Ｈｉ側＝傾転角は大側）となる。
【０１３４】したがって、図８の変動範囲Δφ内で不定となっていた傾転角は、入力トルク＝０の状態で、ステップモータ３６のステップ数が少なくともステップ数Ｂｓｔｅｐ以下へ移動することにより、パワーローラ２０の傾転角は、図中Ｂｓｔｅｐのヒステリシスによる変動範囲Δφ’の最大値となって、Ｂｓｔｅｐのヒステリシスうち外周上辺に乗る。
【０１３５】ここで、ステップ数Ａｓｔｅｐは、入力トルク＝０のときに、変動範囲Δφの最小値で、傾転角がギアードニュートラルポイントＧＮＰとなるように予め設定されており、また、入力トルク＝０のときに、ステップ数Ｂｓｔｅｐの変動範囲Δφの最大値と、ステップ数Ａｓｔｅｐの変動範囲Δφの最小値が等しくなるように設定されている。
【０１３６】そして、再びＡｓｔｅｐへ復帰すると、パワーローラ２０の傾転角は入力トルク＝０の線上で、Ａｓｔｅｐのヒステリシス外周下辺、換言すれば、ステップ数Ａｓｔｅｐにおける変動範囲Δφの最小値となって、ギアードニュートラルポイントＧＮＰとなるＮ点に設定されるのである。
【０１３７】この後、動力循環モードクラッチ９を締結し、ステップ数を小側（ＣＶＴ比の大側）に送れば、負方向のＣＶＴ入力トルクによって、必ずギアードニュートラルポイントＧＮＰから前進側に発進を行うことができ、トロイダル型の無段変速機構２に特有のトルクシフトによる変速比のずれを補償して円滑な発進を可能にし、前記従来例のような変速比のずれによるショックや意図しないクリープを確実に防止することができるのである。
【０１３８】また、Ｎ−Ｄセレクト直後から、動力循環モードクラッチ９の油室９ａに油圧が供給されて徐々に締結されることになるが、この間、上記のようにギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現するステップ数Ａｓｔｅｐからトルクシフトによるヒステリシスを補償可能な所定のステップ数Ｂｓｔｅｐまで減少させてから、再びＡｓｔｅｐへ戻すようにしたため、ＢｓｔｅｐからＡｓｔｅｐへ戻る途中に、万一、動力循環モードクラッチ９が締結されたとしても、ステップ数の減少側は、動力循環モードの前進側であるため、運転者の意図した前進方向へ車両を推進でき、前記従来例のように運転者が設定した進行方向とは逆側にトルクが伝達するのを防ぐことができるのである。
【０１３９】なお、前進側で発進する際に、停車中にギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現するステップ数Ａｓｔｅｐから、ステップモータ３６を一時的にずらすように駆動するステップ数Ｂｓｔｅｐは、このＢｓｔｅｐにおけるヒステリシスの外周上辺（変動範囲Δφ’の最大値）が、Ａｓｔｅｐにおけるヒステリシスの外周下辺（変動範囲Δφの最小値）以下のステップ数であればよく、この前進側では、ＮレンジまたはＰレンジでステップ数Ａｓｔｅｐのヒステリシスの変動範囲Δφ内で不定となっていた傾転角は、ステップ数Ｂｓｔｅｐへ移動することで、この変動範囲Δφの外側に移動し、再びステップ数Ａｓｔｅｐへ戻すことで、傾転角をヒステリシスの変動範囲Δφの最小値（入力トルク＝０のとき）となるＡｓｔｅｐの外周下辺に設定でき、前進側の発進時には、確実にギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現することができるのである。
【０１４０】次に、Ｎ−Ｒセレクトが行われて後退方向へ発進する場合について、図１１を参照しながら説明する。
【０１４１】Ｎ−Ｒセレクトの場合では、ギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現する図１１のステップ数Ａｓｔｅｐから、上記Ｎ−Ｄセレクト時とは逆に、ステップモータ３６のステップ数を、Ａｓｔｅｐよりもステップ数の大側（ＣＶＴ比のＨｉ側）に予め設定されたＣｓｔｅｐ（図中破線）まで一時的に増大させた後、動力循環モードクラッチ９が締結される以前に、後退方向でギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現する所定のステップ数Ｂｓｔｅｐまで減少させる。
【０１４２】したがって、ＮレンジまたはＰレンジで停車中に、図１１に示すステップ数Ａｓｔｅｐの変動範囲Δφ内で不定となっていた傾転角は、入力トルク＝０の状態でステップモータ３６がステップ数の大側に設定されたＣｓｔｅｐへ移動することにより、図中Ｃｓｔｅｐのヒステリシスのうち外周下辺＝変動範囲Δφ''の最小値に乗る。
【０１４３】この後、ステップ数ＣｓｔｅｐからＡｓｔｅｐよりもステップ数の小側に設定されて、車両の後退方向へトルクを伝達する際にギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現するＢｓｔｅｐまで減少させることで、パワーローラ２０の傾転角は、図中Ｂｓｔｅｐのヒステリシスのうち外周上辺＝変動範囲Δφの最大値となるＮ点に乗る。
【０１４４】このＢｓｔｅｐの外周上辺で、変動範囲Δφ’の最大値は、ＣＶＴ入力トルクが正方向（動力循環モードの後退側）へ増大するときに、ギアードニュートラルポイントＧＮＰを通るため、この後、動力循環モードクラッチ９を締結して、ステップ数を大側（ＣＶＴ比の小側）へ送っていけば、正方向のＣＶＴ入力トルクによって、必ずギアードニュートラルポイントＧＮＰから後退方向へ発進を行うことができ、後退時においてもトロイダル型の無段変速機構２に特有のトルクシフトによる変速比のずれを補償して円滑な発進を可能にし、前記従来例のような変速比のずれによるショックや意図しないクリープを確実に防止することができるのである。
【０１４５】また、Ｎ−Ｒセレクト直後から、動力循環モードクラッチ９の油室９ａに油圧が供給されて徐々に締結されることになるが、この間、上記のようにギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現するステップ数Ａｓｔｅｐから、一旦、ステップ数の大側のＣｓｔｅｐまで増大させてから、トルクシフトによるヒステリシスを補償可能な所定のステップ数Ｂｓｔｅｐまで減少させるようにしたため、ＣｓｔｅｐからＢｓｔｅｐへ戻る途中に、万一、動力循環モードクラッチ９が締結されたとしても、Ａｓｔｅｐよりもステップ数の増大側は、動力循環モードの後退側であるため、運転者の意図した後退方向へ車両を推進でき、前記従来例のように運転者が設定した進行方向とは逆側にトルクを伝達するのを防ぐことができるのである。
【０１４６】ここで、後退側へ発進する際にステップモータ３６を一時的に駆動するステップ数Ｃｓｔｅｐは、上記のようにＡｓｔｅｐよりもステップ数の小側のＢｓｔｅｐへ移動させる場合、このステップ数Ｃｓｔｅｐにおけるヒステリシスの外周下辺＝変動範囲Δφの最小値が、最終的に移動するＢｓｔｅｐにおけるヒステリシスの外周上辺＝変動範囲Δφの最大値よりも、少しでもステップ数の大側にあればよく、ステップ数Ａｓｔｅｐのときにヒステリシスの変動範囲Δφで不定となっていた傾転角は、ステップ数ＣｓｔｅｐからＢｓｔｅｐへ移動する際に、必ずＢｓｔｅｐにおけるヒステリシスの外周上辺（変動範囲Δφ’の最大値）に乗って、後退側でのギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現することができるのである。
【０１４７】こうして、動力循環モードクラッチ９が締結される以前に、ギアードニュートラルポイントＧＮＰとなる予め設定したステップ数Ａｓｔｅｐから、車両の進行方向に応じてヒステリシスの大きさに応じた変動範囲Δφの外側までステップモータ３６を、一時的に駆動した後、進行方向に応じて設定されたステップ数へ移動することで、パワーローラ２０の傾転角は、ギアードニュートラルポイントＧＮＰに対応したＡｓｔｅｐの変動範囲Δφの外側に設定され、この後、再び進行方向に応じて設定されたステップ数ＡｓｔｅｐまたはＢｓｔｅｐに戻されることで、傾転角は入力トルク＝０のときに変動範囲Δφの最小または最大値のいずれか一方に設定されて、確実にギアードニュートラルポイントＧＮＰから発進することが可能となる。
【０１４８】なお、上記図１１では、ＮレンジまたはＰレンジでギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現するステップ数をＡｓｔｅｐとした場合を示したが、停車中にステップ数ＢｓｔｅｐでギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現するようにしてもよく、この場合では、Ｎ−Ｒセレクトが行われると、ＢｓｔｅｐからＡｓｔｅｐまで、一旦ステップ数を増大させた後に、再びＢｓｔｅｐへ戻してから動力循環モードクラッチ９を締結すればよく、上記と同様にして、トルクシフトのヒステリシスを回避して確実にギアードニュートラルポイントＧＮＰから発進を行うことができ、かつ、ステップモータ３６のステップ数を増減させている間に、万一、動力循環モードクラッチ９が締結されても、後退側にトルクを伝達して、運転者の意図した後退方向へ車両を推進でき、前記従来例のように運転者が設定した進行方向とは逆側にトルクを伝達するのを防ぐことができるのである。
【０１４９】次に、コントロールユニット８０で行われる上記発進制御の一例について、図１２〜図１４のフローチャートを参照しながら以下に詳述する。
【０１５０】なお、各フローチャートは、セレクト操作から動力循環モードクラッチ９が完全に締結されるまでの間において所定時間毎、例えば、１０msec毎等に実行されるもので、図１２は全体の概略を示し、図１３はセレクト操作に応じたステップモータ３６の制御を示すサブルーチンで、また、図１４のフローチャートは、同じく、セレクト操作に応じた動力循環モードクラッチ９の締結制御を示す。
【０１５１】まず、図１２のステップＳ３０では、インヒビタスイッチ８４からのシフト位置ＰＯＳを読み込んでから、ステップＳ３１で、シフト位置ＰＯＳがＮ−ＤセレクトまたはＮ−Ｒセレクトが行われた場合には、ステップモータ３６のステップ数を一時的に増減するよう制御する。
【０１５２】そして、ステップＳ３２では、Ｎ−ＤセレクトまたはＮ−Ｒセレクトが行われた場合、動力循環モードクラッチ９を徐々に締結するための油圧制御を行う。
【０１５３】次に、図１３に示すステップモータ３６の制御は、まず、ステップＳ４０でＮレンジまたはＰレンジにあるか否かを判定し、ＮまたはＰレンジにあれば、ステップＳ４２へ進んで停車中の処理を行う一方、Ｎ−Ｄ（Ｐ−Ｄ）セレクトまたはＮ−Ｒ（Ｐ−Ｒ）セレクトが行われた場合には、ステップＳ４４移行へ進んで、発進開始の変速制御を行う。
【０１５４】ステップＳ４２の停車中の処理では、ステップモータ３６のステップ数Ｓｔｅｐを、予め設定したギアードニュートラルポイントＧＮＰとなるステップ数Ｓｎに設定した後、タイマーｔｃ１を０にクリアして処理を終了する。
【０１５５】なお、ギアードニュートラルポイントＧＮＰに対応したステップ数Ｓｎは、例えば、上記図８〜図１２に示したステップ数Ａｓｔｅｐ等に設定される。
【０１５６】そして、発進開始のステップＳ４４では、セレクト操作がＤレンジがＲレンジのいずれかを判定して、ＤレンジであればステップＳ４５へ進んで、制御周期当たりの増減量ΔＳＴＰを予め設定した負の値、例えば、−１に設定し、ＣＶＴ比が一時的に大側となるように設定する。
【０１５７】一方、Ｄレンジでない場合には、ステップＳ４６へ進んでセレクト操作がＲレンジであるかを判定し、ＲレンジであればステップＳ４７へ進んで、制御周期当たりの増減量ΔＳＴＰを予め設定した正の値、例えば、＋１に設定し、ＣＶＴ比が一時的に大側となるように設定する。
【０１５８】なお、増減量ΔＳＴＰは、ステップモータ３６のステップ数ＳｔｅｐとＣＶＴ比が図１７のように設定されている場合の一例である。
【０１５９】次に、ステップＳ４８で、タイマーｔｃ１を制御周期Δｔ（ここでは、１０msec）に応じてインクリメントした後、ステップＳ４９では、タイマーｔｃ１の経過時間が予め設定した値Ｔｉｍｅ＿ａ以下であるかを判定し、タイマーｔｃ１がＴｉｍｅ＿ａ以下の場合には、上記図８、図１１のように、現在のステップ数Ｓｎのヒステリシスに応じた変動範囲Δφの外側にシフトする時間であると判定して、ステップＳ５０へ進む。
【０１６０】ステップＳ５０では、上記ステップＳ４５またはＳ４７で設定した増減量ΔＳＴＰを加算して車両の進行方向に応じてステップモータ３６のステップ数Ｓｔｅｐを変更して処理を終了する。
【０１６１】一方、ステップＳ４９の判定で、タイマーｔｃ１が予め設定した値Ｔｉｍｅ＿ａを超えた場合には、ステップ５１以降へ進んで、ステップ数を進行方向に応じてギアードニュートラルポイントＧＮＰに対応したステップ数Ｓｎへ復帰するよう制御する。なお、Ｎ−Ｒセレクト時では、復帰するステップ数Ｓｎは、例えば、上記図１１に示したステップ数Ｂｓｔｅｐに設定される。
【０１６２】すなわち、ステップＳ５１では、ステップモータ３６のステップ数Ｓｔｅｐから制御周期毎に上記増減量ΔＳＴＰを減算し、ステップＳ５２、Ｓ５３においてステップモータ３６のステップ数ＳｔｅｐがＳｎを超えた後には、ステップ数をギアードニュートラルポイントＧＮＰに対応したＳｎに復帰させて処理を終了する。
【０１６３】次に、発進時に行う動力循環モードクラッチ９の締結制御は、図１４のステップＳ６０で、Ｎ−ＤセレクトまたはＮ−Ｒセレクトが行われたか否かを判定し、インヒビタスイッチ８４の出力ＰＯＳがＮレンジまたはＰレンジとなる停車中では、ステップＳ６１へ進んで、動力循環モードクラッチ９へ供給する油圧指令値（以下、クラッチ圧とする）Ｐｐｒｃを０に設定するとともに、ステップＳ６２で、Ｎ−ＤセレクトまたはＮ−Ｒセレクトからの経過時間を測定するタイマーｔｃ２を０にリセットする。
【０１６４】一方、Ｎ−ＤセレクトまたはＮ−Ｒセレクトが検出されたステップＳ６３では、経過時間に応じたクラッチ締結制御を行うため、タイマーｔｃ２を制御周期に応じてインクリメントした後、ステップＳ６４では、タイマーｔｃ２の値が第１の所定時間ＴＩＭＥ１を経過したか否かを判定し、所定時間ＴＩＭＥ１未満であれば、セレクト操作直後であると判定してステップＳ６５へ進む一方、所定時間ＴＩＭＥ１を経過していればステップＳ６６へ進む。
【０１６５】セレクト操作直後のステップＳ６５では、動力循環モードクラッチ９へ供給するクラッチ圧Ｐｐｒｃを、所定のプリチャージ圧（中込圧）PRS#PREとなるように設定して処理を終了する。
【０１６６】動力循環モードクラッチ９は、ＮレンジまたはＰレンジのときにはクラッチ圧Ｐｐｒｃがほぼ０であるため、図２に示したように、スプリング９ｂに押圧されて図中右側へ押し付けられて、押圧部材９ｃがディスク９ｄから離れて解放状態となっている。そこで、図１５または図１６に示すように、指令値をプリチャージ圧PRS#PREまで上昇させて、迅速に油室９ａへ圧油を供給するが、指令値がプリチャージ圧PRS#PREとなっても、動力循環モードクラッチ９は締結力を発生せず、実際の油圧は図１５、図１６の破線のように緩やかに上昇して、後述するリターン圧PRS#RMPへ向かう。
【０１６７】なお、上記変速制御の経過時間Ｔｉｍｅ＿ａは、この第１の所定時間ＴＩＭＥ１よりも小さい値に設定される。
【０１６８】次に、第１の所定時間ＴＩＭＥ１を経過したステップＳ６６では、タイマーｔｃ２の値が第２の所定時間ＴＩＭＥ２を経過したか否かを判定し、所定時間ＴＩＭＥ２未満であれば、プリチャージ終了と判定してステップＳ６７へ進む一方、所定時間ＴＩＭＥ２を経過していればステップＳ６８へ進む。
【０１６９】プリチャージ終了のステップＳ６７では、動力循環モードクラッチ９へ供給するクラッチ圧Ｐｐｒｃを、所定のリターン圧（中込圧）PRS#RTNとなるように設定して処理を終了する。なお、このリターン圧PRS#RTNは、ピストン９ｐがスプリング９ｂに対抗してディスク９ｄを押圧し、締結力を発生する臨界圧力である。
【０１７０】一方、第２の所定時間ＴＩＭＥ２を経過したステップＳ６８では、タイマーｔｃ２の値が第３の所定時間ＴＩＭＥ３を経過したか否かを判定し、所定時間ＴＩＭＥ３未満であれば、ステップＳ６９へ進む一方、所定時間ＴＩＭＥ３を経過していれば、ステップＳ７２へ進んで、クラッチ圧Ｐｐｒｃを予め設定した油圧PRS#MAXへ上昇させて、入力トルクに応じてクラッチの締結を行い、以降通常走行中の締結力制御を行う。また、変速制御は所定時間ＴＩＭＥ３を経過した後には、通常の変速制御、すなわち、車速と入力トルクなどの運転状態に応じたＩＶＴ比となるようにＣＶＴ比の制御が行われる。
【０１７１】ステップＳ６９からＳ７１では、クラッチ圧Ｐｐｒｃをリターン圧PRS#RTNから予め設定した棚圧PRS#LMTへ向けて、所定の増分値PRS#RMPずつランプ状に上昇させる。ここで、棚圧PRS#LMTは、動力循環モードクラッチ９が完全に締結される油圧である。
【０１７２】したがって、上記ステップＳ６９〜Ｓ７１では、動力循環モードクラッチ９へ供給するクラッチ圧Ｐｐｒｃが、所定の増分値PRS#RMPに応じて、リターン圧PRS#RTNから棚圧PRS#LMTへ向けて徐々に増大し、動力循環モードクラッチ９の締結力は次第に大きくなり、伝達トルクを徐々に増大させてエンジンのストールを防止しながら車両の発進を円滑に行う。
【０１７３】運転者がＮ−Ｄセレクト操作を行った上記所定時間ＴＩＭＥ１からＴＩＭＥ３の間では、図１５に示すように、動力循環モードクラッチ９に供給するクラッチ圧Ｐｐｒｃを徐々に増大させることで、円滑に発進を行うことができ、各所定時間ＴＩＭＥ１〜ＴＩＭＥ３の期間に設定される油圧の関係は、図示のように、PRS#RTN＜PRS#PRE＜PRS#LMT＜PRS#MAXとして設定され、また、セレクト操作直後の時間Ｔ＝０から締結が終了する時間ＴＩＭＥ３までは、例えば、１秒程度に設定される。
【０１７４】そして、ヒステリシスを回避するための変速制御は、クラッチ圧Ｐｐｒｃがプリチャージ圧PRS#PREに設定されている経過時間ＴＩＭＥ１未満の経過時間Ｔｉｍｅ＿ａ以内で、ＣＶＴ比の一時的な増減を行った後、クラッチ圧Ｐｐｒｃがリターン圧PRS#RTNから棚圧PRS#RMPへ向けて上昇（ランプ制御）を開始する時間ＴＩＭＥ２までに、ギアードニュートラルポイントＧＮＰに対応したステップ数Ｓｎ（＝Ａｓｔｅｐ）に復帰すればよい。なお、プリチャージの時間ＴＩＭＥ１は、例えば、３０〜５０msec等に設定される。
【０１７５】したがって、Ｎ−Ｄセレクトの前進時には図１５のように、プリチャージ期間中に、ＣＶＴ比が一旦大側（ステップ数は小側）へシフトした後、ギアードニュートラルポイントＧＮＰに応じたステップ数Ｓｎへ復帰してから動力循環モードクラッチ９の締結力を発生させるようにしたため、上述したように、トルクシフトのヒステリシスによるギアードニュートラルポイントＧＮＰの変動を確実に防止しながら発進を行うことができ、無段変速機構２にトロイダル型を採用したＩＶＴの発進性能を向上させることが可能となるのである。
【０１７６】同様に、Ｎ−Ｒセレクトの後退時には図１６のように、プリチャージ期間中に、ＣＶＴ比が一旦小側（ステップ数は大側）へシフトした後、ギアードニュートラルポイントＧＮＰに応じたステップ数Ｓｎ（＝Ｂｓｔｅｐ）へ復帰してから動力循環モードクラッチ９の締結力を発生させるようにしたため、トルクシフトのヒステリシスによるギアードニュートラルポイントＧＮＰの変動を確実に防止しながら発進を行うことができ、無段変速機構２にトロイダル型を採用したＩＶＴの発進性能を向上させることが可能となるのである。
【０１７７】なお、上記実施形態では、クラッチ圧Ｐｐｒｃの制御を優先して行ったが、図示はしないが、変速比の一時的な増減が終了してギアードニュートラルポイントＧＮＰとなるステップ数Ｓｎに復帰するのを待ってから、クラッチ圧Ｐｐｒｃの制御を行ってもよく、同様の作用効果を得ることができ、さらに、増減するステップ数の最大値を大きく設定すれば、ヒステリシスによるギアードニュートラルポイントＧＮＰの変動をより確実に防止できる。
【０１７８】図１８は、第２の実施形態を示し、前記第２実施形態におけるＣＶＴ比の一時的な増減を止めて、ヒステリシス領域の外側の位置でギアードニュートラルポイントＧＮＰとなるようにステップ数Ｓｎを設定したものである。
【０１７９】この場合、動力循環モードクラッチ９の締結を開始した直後からトルクＴｉ１を伝達することになり、発進時のショックを緩和するためには、上記図１５、図１６に示した所定時間ＴＩＭＥ２からＴＩＭＥ３までのランプ制御を緩やかに行えばよく、トルクシフトのヒステリシスによるギアードニュートラルポイントＧＮＰの変動を確実に防止しながら発進を行うことができ、無段変速機構２にトロイダル型を採用したＩＶＴの発進性能を向上させることが可能となるのである。
【０１８０】図１９、図２０は第３の実施形態を示し、前記第１実施形態の図８に示した、ステップ数Ｂｓｔｅｐで前進側の発進を行う一方、ステップ数Ａｓｔｅｐで後退側の発進を行うようにしたものである。なお、ステップ数ＡｓｔｅｐとＢｓｔｅｐの関係は前記第１実施形態と同様で、Ａｓｔｅｐにおける変動範囲Δφの最小値が、Ｂｓｔｅｐにおける変動範囲Δφの最大値に等しく設定されている。
【０１８１】前記第１実施形態と同様に、ギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現するステップ数をＡｓｔｅｐとし、ＮレンジまたはＰレンジの際には、ステップモータ３６をこのＡｓｔｅｐに設定して動力循環モードクラッチ９を解放させる。
【０１８２】まず、Ｎ−Ｄセレクトが行われて前進方向へ発進する場合には、図１９に示すように、ギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現する図１９のＡｓｔｅｐから、ステップモータ３６のステップ数をＢｓｔｅｐ（図中実線）まで減少させ、動力循環モードの前進側であるＣＶＴ比の大側へ変更してから、動力循環モードクラッチ９を締結して発進を行う。
【０１８３】ステップ数Ａｓｔｅｐの変動範囲Δφ内で不定となっていた傾転角は、入力トルク＝０の状態で、ステップモータ３６のステップ数が少なくともステップ数Ｂｓｔｅｐへ移動することにより、図中Ｂｓｔｅｐのヒステリシスによる変動範囲Δφ’の最大値となって、必ずＢｓｔｅｐのヒステリシスうち外周上辺のＮ点に設定される。
【０１８４】この後、動力循環モードクラッチ９の締結容量を制御しながら、ステップ数を小側（ＣＶＴ比の大側）に送れば、負方向のＣＶＴ入力トルクによって、必ずギアードニュートラルポイントＧＮＰから前進側に発進を行うことができ、トロイダル型の無段変速機構２に特有のトルクシフトによる変速比のずれを補償して円滑な発進を可能にし、前記従来例のような変速比のずれによるショックや意図しないクリープを確実に防止することができるのである。
【０１８５】そして、ステップ数Ｂｓｔｅｐからの前進に際して、ステップ数を図中Ｂ１に減少した状態では、動力循環モードクラッチ９の締結力を徐々に増大させることにより、傾転角とトルクの関係は、図中Ｄ１からＤ２、Ｄ３へ順次変化して、前進方向への伝達トルクを徐々に増大させることができ、ブレーキペダルを踏み込んで停車している場合では、この伝達トルクがクリープトルクとなるため、ステップ数を小側に送りながら動力循環モードクラッチ９の締結力を制御することで、クリープトルクの制御を行うことができる。
【０１８６】また、図中点Ｄ３の傾転角から徐々に動力循環モードクラッチ９を解放すれば、傾転角とトルクの関係は、図中Ｄ３からＤ２、Ｄ１へ順次変化して、クリープトルクを動力循環モードクラッチ９の締結力に応じて減少させることができる。すなわち、各ステップ数毎にクリープトルクの制御を高い再現性を持って行うことが可能となるのである。
【０１８７】次に、Ｎ−Ｒセレクトが行われて後退方向へ発進する場合について、図２０を参照しながら説明する。
【０１８８】Ｎ−Ｒセレクトの場合では、図２０に示すように、ギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現する図２０のＡｓｔｅｐから、ステップモータ３６のステップ数をＢｓｔｅｐ（図中一点鎖線）まで減少させ、動力循環モードの前進側であるＣＶＴ比の大側へ変更し、再び、ステップ数Ａｓｔｅｐへ戻すことで、停車中に、ステップ数Ａｓｔｅｐの変動範囲Δφ内で不定となっていた傾転角は、入力トルク＝０の状態で、ステップモータ３６のステップ数が少なくともステップ数Ｂｓｔｅｐへ移動した後に、Ａｓｔｅｐへ戻すことにより、傾転角が図中Ａｓｔｅｐのヒステリシスによる変動範囲Δφの最小値となって、必ずＡｓｔｅｐのヒステリシスうち外周下辺のＮ点に設定される。
【０１８９】この後、動力循環モードクラッチ９の締結容量を制御しながら、ステップ数を大側（ＣＶＴ比の小側）に送れば、正方向のＣＶＴ入力トルクによって、必ずギアードニュートラルポイントＧＮＰから後退側に発進を行うことができ、トロイダル型の無段変速機構２に特有のトルクシフトによる変速比のずれを補償して円滑な発進を可能にし、前記従来例のような変速比のずれによるショックや意図しないクリープを確実に防止することができるのである。
【０１９０】そして、ステップ数Ａｓｔｅｐからの後退に際して、ステップ数をＡ１に設定した状態では、動力循環モードクラッチ９の締結力を徐々に増大させることにより、傾転角とトルクの関係は、図中点Ｄ１からＤ２、Ｄ３へ順次変化して、後退方向への伝達トルクを徐々に増大させることができ、ブレーキペダルを踏み込んで停車している場合では、この伝達トルクがクリープトルクとなるため、ステップ数を大側に送りながら動力循環モードクラッチ９の締結力を制御することで、クリープトルクの制御を行うことができる。
【０１９１】また、図中Ｄ３の傾転角から徐々に動力循環モードクラッチ９を解放すれば、傾転角とトルクの関係は、図中Ｄ３からＤ２、Ｄ１へ順次変化して、クリープトルクを動力循環モードクラッチ９の締結力に応じて減少させることができる。すなわち、各ステップ数毎にクリープトルクの制御を高い再現性を持って行うことが可能となるのである。
【０１９２】図２１、図２２は第４の実施形態を示し、ヒステリシス領域の終点で発進を行うようにしたものである。
【０１９３】まず、図２１のＮ−Ｄセレクトについて説明すると、ＮまたはＰレンジの停車中では、前記第１実施形態と同様に、ステップ数ＡｓｔｅｐでギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現している。
【０１９４】そして、Ｎ−Ｄセレクトが行われて前進方向へ発進する場合には、図２１に示すように、ステップ数Ａｓｔｅｐから、ステップモータ３６のステップ数をＥｓｔｅｐ（図中破線）まで減少させた後、ステップ数Ｄｓｔｅｐまで増大させてから、動力循環モードクラッチ９を締結して発進を行う。
【０１９５】ステップ数Ａｓｔｅｐの変動範囲内で不定となっていた傾転角は、入力トルク＝０の状態で、ステップモータ３６のステップ数がＥｓｔｅｐへ減少した後、Ｄｓｔｅｐまで戻すことにより、図中Ｄｓｔｅｐのヒステリシスによる変動範囲Δφの最小値となって、必ずＤｓｔｅｐのヒステリシスのうち、外周下辺のＮｂ点に設定される。
【０１９６】ここで、ステップ数Ｄｓｔｅｐは、入力トルクが負の領域で、ヒステリシス領域の終点（図中Ｎ点）が、ギアードニュートラルポイントＧＮＰとなるように設定されている。
【０１９７】一方Ｎｂ点は、傾転角がギアードニュートラルポイントＧＮＰよりも動力循環モードの前進側（ステップ数の小側）にずれている。
【０１９８】このとき、動力循環モードクラッチ９を徐々に締結すると、車両は停止しているため、ＩＶＴ比はギアードニュートラルポイントＧＮＰにならざるを得ず、傾転角はステップ数Ｄｓｔｅｐの外周下辺をたどって、図中Ｎｂ点からＮｃ点を経て、予めギアードニュートラルポイントＧＮＰに設定されたＮ点へ移動する。
【０１９９】すなわち、締結容量を制御することで、ヒステリシス領域を避けて、確実にギアードニュートラルポイントＧＮＰから発進することができるのである。
【０２００】そして、このＮ点からステップ数を減少させれば、確実に前進側へ発進させることができるのである。
【０２０１】例えば、図中ＤｓｔｅｐからＥｓｔｅｐへステップ数を減少させれば、傾転角は、図中Ｎ点からＮｄ点へ移動して、トルクシフトによるヒステリシスの影響を受けることなく変速制御を行うことができる。
【０２０２】ここで、前記第１実施形態の図８のように、ステップ数Ａｓｔｅｐから前進側へ発進する場合では、図２１において、点Ｎａから傾転角の制御を行うことになる。
【０２０３】前進側へステップ数を減少させていくと、ヒステリシスによって、トルクに対する傾転角の変化割合が増大する急傾斜部Ｘがあるため、この区間Ｘではステップモータ３６を急速に動かさなければ、傾転角がＧＮＰよりも後退側へ入ってしまう場合がある。
【０２０４】これに対して、図２１のように、ステップ数ＤｓｔｅｐのＮ点では、既に急傾斜部となっている区間Ｎｃ−Ｎを過ぎてから発進を行うため、ステップ数と入力トルクに応じてステップモータ３６の速度を決定すればよく、上記のように、急傾斜部Ｘに応じてステップモータ３６の駆動速度を増大させる必要がない。
【０２０５】次に、Ｎ−Ｒセレクトが行われて後退方向へ発進する場合について、図２２を参照しながら説明する。
【０２０６】この図２２では、ＮまたはＰレンジの停車中では、ステップ数ＢｓｔｅｐでギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現している。
【０２０７】停車中にギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現する図２１のＢｓｔｅｐから、ステップモータ３６のステップ数をＧｓｔｅｐ（図中破線）まで増大させ、動力循環モードの後退側であるＣＶＴ比の小側へ変更し、再び、ステップ数Ｆｓｔｅｐへ戻すことで、停車中に、ステップ数Ｂｓｔｅｐの変動範囲内で不定となっていた傾転角は、入力トルク＝０の状態で、ステップモータ３６のステップ数が少なくともステップ数Ｇｓｔｅｐへ移動した後に、Ｆｓｔｅｐへ戻すことにより、傾転角は図中Ｆｓｔｅｐのヒステリシスによる変動範囲Δφの最大値となって、必ずＦｓｔｅｐのヒステリシスうち外周上辺のＮｂ点に設定される。
【０２０８】ここで、ステップ数Ｆｓｔｅｐは、入力トルクが正の領域で、ヒステリシス領域の終点（図中Ｎ点）が、ギアードニュートラルポイントＧＮＰとなるように設定されている。
【０２０９】一方、図中Ｎｂ点は、傾転角がギアードニュートラルポイントＧＮＰよりも動力循環モードの後退側（ステップ数の大側）にずれている。
【０２１０】このとき、動力循環モードクラッチ９を徐々に締結すると、車両は停止しているため、ＩＶＴ比はギアードニュートラルポイントＧＮＰにならざるを得ず、傾転角はステップ数Ｆｓｔｅｐの外周上辺をたどって、図中Ｎｂ点からＮｃ点を経て、予めギアードニュートラルポイントＧＮＰに設定されたＮ点へ移動する。
【０２１１】すなわち、締結容量を制御することで、ヒステリシス領域を避けて確実にギアードニュートラルポイントＧＮＰから発進することができるのである。
【０２１２】そして、このＮ点からステップ数を増大させれば、確実に後退側へ発進させることができるのである。
【０２１３】例えば、図中ＦｓｔｅｐからＧｓｔｅｐへステップ数を増大させれば、傾転角は、図中Ｎ点からＮｒ点へ移動して、トルクシフトによるヒステリシスの影響を受けることなく変速制御を行うことができる。
【０２１４】この場合も、上記前進時と同様に、ステップ数ＦｓｔｅｐのＮ点では、既に急傾斜部となっている区間Ｎｃ−Ｎを過ぎているため、ステップ数と入力トルクに応じてステップモータ３６の速度を決定すればよく、上記のように、急傾斜部Ｘに応じてステップモータ３６の駆動速度を増大させる必要がない。
【０２１５】こうして、発進の際に、ギアードニュートラルポイントＧＮＰを実現するステップ数ＤｓｔｅｐまたはＦｓｔｅｐを、ヒステリシス領域の終点または外側に設定し、入力トルクの方向＝発進方向に応じて設定することにより、ヒステリシス領域の影響を受けることなく、発進開始からの変速制御を行うことが可能となり、特に、ステップモータ３６の応答性が低下する低油温時などでは、上記ヒステリシス領域内の急傾斜部Ｘによる速度の上昇を考慮する必要がないため、小型のステップモータ３６を用いても十分な応答速度を得ることができ、変速制御の応答性向上と、装置の小型軽量化を推進することが可能となる。
【出願人】 【識別番号】０００００３９９７
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
【出願日】 平成１２年５月３１日（２０００．５．３１）
【代理人】 【識別番号】１０００７５５１３
【弁理士】
【氏名又は名称】後藤 政喜 （外１名）
【公開番号】 特開２００１−８２５９５（Ｐ２００１−８２５９５Ａ）
【公開日】 平成１３年３月２７日（２００１．３．２７）
【出願番号】 特願２０００−１６１７５０（Ｐ２０００−１６１７５０）