JP2000249225A

JP2000249225A - 車両用油圧式無段変速機の制御装置

Info

Publication number: JP2000249225A
Application number: JP11056248A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Morimoto; 茂森本; Tetsushi Asano; 哲史浅野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2000-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】ポンプ低容量領域での変速制御を、変速ショ
ック、エンジンの吹き上がり等の発生なく行えるように
する。【解決手段】油圧ポンプおよび油圧モータの可変容量
制御を行う変速制御コントロールユニット５０が、油圧
ポンプおよび油圧モータの容量を検出する容量検出機
能、実際の変速比に相当する油圧ポンプおよび油圧モー
タの見かけ容量を求める見かけ容量算出機能とを備える
（ステップＳ３）、目標容量となるように可変容量制御
を行う第１制御モード（ステップＳ１７）と、目標エン
ジン回転数に追従するように可変容量制御を行う第２制
御モード（ステップＳ９）とに基づく制御を行う。そし
て、車両が第１制御モードに基づく制御がなされて走行
中に、容量が第1の容量以上となり、見かけ容量と容量
との差が所定値以下となったときに、第１制御モードか
ら第２制御モードへ移行させる制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンにより駆
動される可変容量型の油圧ポンプと、油圧ポンプからの
油圧力を受けて駆動される油圧モータとを有して構成さ
れ、油圧モータの駆動力を受けて車両が走行駆動される
ようになった車両用油圧式無段変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】可変容量タイプの油圧ポンプと油圧モー
タとを油圧閉回路を介して接続してなる油圧式無段変速
機は、ポンプ・モータの容量制御により無段階の変速制
御を簡単に行うことができる等の理由から、従来から良
く知られており、且つ実用に供されている。このような
油圧式無段変速機を構成する油圧ポンプおよびモータと
して斜板式の油圧ポンプおよび油圧モータを用い、各斜
板角制御により変速制御を行うものも一般的に用いられ
ている。

【０００３】このような油圧式無段変速機における変速
制御の方法として、油圧ポンプの斜板角（容量）を零に
するとともに油圧モータの斜板角（容量）を最大にして
中立状態を作りだし、中立状態からまず油圧ポンプの斜
板角を増加させる制御を行い、油圧ポンプの斜板角が最
大となったときから油圧モータの斜板角を減少させる制
御を行って、変速比を無段階に変化させるという方法が
ある。このような変速制御方法としては、例えば、本出
願人の出願による特開平１０−３１１４２６号公報に開
示されたものがある。

【０００４】上記のような変速制御を行った場合におけ
る油圧ポンプ斜板角θPおよび油圧モータ斜板角θMと変
速機の減速比との関係を図５に示している。この図から
分かるように、油圧ポンプ斜板角θP＝０で、油圧モー
タ斜板角θM＝MAXのときには縦軸ａの位置に対応する減
速比Ｒ（＝入力回転数／出力回転数）が無限大の状態と
なる。この状態から油圧モータ斜板角θMを最大のまま
で油圧ポンプ斜板角θPを増加させると、減速比Ｒは急
激に小さくなって油圧ポンプ斜板角θPが最大となった
ときに縦軸ｂとの交点の減速比となる。この後、油圧ポ
ンプ斜板角θPをそのまま保持して油圧モータ斜板角θM
を減少させると減速比Ｒは緩やかに小さくなって油圧モ
ータ斜板角θMが最小となったときに縦軸ｃとの交点の
減速比となる。なお、固定容量型の油圧モータを用いる
場合もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような各斜板角
変化と減速比との関係から分かるように、油圧モータ斜
板角θMが最大のままで油圧ポンプ斜板角θPを増加させ
るときに減速比Ｒは急激に小さくなり、この変化率は油
圧ポンプ斜板角θPが小さい領域（低容量領域）におい
て特に大きくなる。このため、油圧ポンプ斜板角θPが
小さい低容量領域において、僅かな斜板角変動に対して
減速比Ｒが大きく変化し、変速制御が難しいという問題
がある。例えば、油圧ポンプの低容量領域においてシフ
トダウン側に変速制御を行った場合、減速比Ｒが急激に
大きくなって変速ショックが発生するという問題や、エ
ンジン回転が急激に上昇する（吹き上がる）という問題
のおそれがある。さらに、このような問題により、この
変速機を有した車両のドライバーがショックを感じた
り、空走感を感じたりしてドライバビリティが損なわれ
るという問題に繋がるおそれがある。

【０００６】なお、このような問題に対処する方法とし
て、油圧ポンプの低容量領域においての変速制御に際し
ては、ポンプ斜板角（容量）をある程度の角度で固定保
持し、油圧ポンプと油圧モータを結ぶ油路のリリーフ圧
制御を行うことにより変速制御に対応する制御（トルク
制御）を行うことが考えられる。すなわち、リリーフ圧
制御により発進クラッチ制御のような制御を行うもので
あるが、この場合には次のような問題がある。

【０００７】まず、固定保持する斜板角度を大きく設定
した場合には、トルク変化が小さくなって滑らかな発進
クラッチ制御が可能となるのであるが、固定保持された
斜板角度での減速比は比較的小さいため得られる出力ト
ルクが小さくなり、大きな出力トルク（もしくは加速
度）を必要とする急勾配での発進や、エンジンフルスロ
ットルでの発進時等に十分な駆動トルクが得られないと
いう問題がある。一方、固定保持する斜板角度を小さく
設定した場合には、減速比が大きくなるため大きな出力
トルクが得られるのであるが、直ぐに斜板角度を大きく
する制御が必要となり、リリーフ圧制御とポンプ斜板制
御とが同時に必要となりやすい。このような制御に際し
て、入力トルクが一定でも、斜板角度を大きくすると発
生油圧が低くなってリリーフ弁が閉じ、クラッチを急に
係合させたのと同様な状態となってショックが発生する
という問題がある。

【０００８】本発明はこのような問題に鑑みたもので、
油圧ポンプの低容量領域（例えば、ポンプ斜板角θPの
小さな領域）における変速制御を、変速ショックの発
生、エンジンの吹き上がり等の発生がなく、スムーズな
変速制御とすることができるような車両用油圧式無段変
速機の制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明においては、エンジンにより可変容量型の油
圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプからの油圧力により
可変もしくは固定容量型の油圧モータを駆動し、この油
圧モータにより車両を走行駆動し、制御装置（例えば、
実施形態における変速制御コントロールユニット５０）
により、油圧ポンプおよび油圧モータの可変容量制御を
行って変速制御を行うように車両用油圧式無段変速機が
構成され、この制御装置は、油圧ポンプおよび油圧モー
タの容量を検出する容量検出手段（例えば、実施形態に
おけるステップＳ３参照）と、エンジン回転数と車速と
から求めた変速比に相当する油圧ポンプおよび油圧モー
タの見かけ容量を求める見かけ容量算出手段（例えば、
実施形態におけるステップＳ３参照）とを備える。そし
て、制御装置は、運転状態に応じて目標容量を設定し、
油圧ポンプおよび前記油圧モータの容量を前記目標容量
とするように油圧ポンプおよび油圧モータの可変容量制
御を行う第１制御モード（例えば、実施形態におけるス
テップＳ１７参照）と、少なくともエンジンのスロット
ル開度と車速とに応じて目標エンジン回転数を設定し、
エンジン回転数が目標エンジン回転数に追従するように
油圧ポンプおよび油圧モータの可変容量制御を行う第２
制御モード（例えば、実施形態におけるステップＳ９参
照）とに基づく制御を行う。ここで、車両が第１制御モ
ードに基づく制御がなされて走行中に、容量が第1の容
量以上となり、見かけ容量と容量との差が所定値以下と
なったときに、第１制御モードから第２制御モードへ移
行させる制御を行うようになっている。

【００１０】なお、第１の容量とは、本実施形態におけ
る斜板式油圧ポンプ、モータからなる変速機の場合に
は、ポンプ斜板角が９度程度となるときの容量であり、
モータ斜板角が最大角で１８度の領域のときに、ポンプ
斜板角の変化に対して減速比が大きく変化する領域がこ
の９度までの領域である。ポンプ斜板角が９度までの領
域では、目標エンジン回転数に対する減速比の正確な制
御が難しい。なお、第１の容量は、油圧ポンプおよびモ
ータの種類、サイズ等によって、さらには、減速比の変
化速度の程度によって適宜設定される。また、見かけ容
量と容量との差を規定する所定値とは、本実施形態にお
ける斜板式油圧ポンプ、モータからなる変速機の場合に
は、ポンプ斜板角で２度程度の値が設定される。目標エ
ンジン回転数に基づくフィードバック制御に切り換えて
もショックが出ないと予測される許容範囲を設定した値
であるが、当然ながら、この値は油圧ポンプおよびモー
タの種類、サイズ等によって、さらには、作動時の発生
高圧やリリーフ圧の設定等によつて適宜設定される。

【００１１】第２の制御モードはスロットル開度と車速
とに基づいて設定される目標エンジン回転数が得られる
ように変速制御を行うものであるため、ドライバーのア
クセル操作（スロットル開度）に対応した変速制御が行
えるという利点があるが、この制御のみでは、油圧ポン
プ（および油圧モータ）が低容量領域のときにシフトダ
ウン側に変速すると前述した変速ショック、エンジンの
吹き上がり等の問題が生じるおそれがある。このため、
本発明では、油圧ポンプ（および油圧モータ）が低容量
領域にあるときには第１の制御モードに基づく変速制御
を行い、油圧ポンプの容量が大きくなったときに第２の
制御モードに基づく変速制御に移行する。しかし、この
ように第１の制御モードから第２の制御モードへ移行す
るときに、移行タイミングが問題となりやすい。

【００１２】このため、本発明では、上記のように、第
１制御モードに基づく制御がなされて走行中に、容量が
第1の容量以上となり、見かけ容量と容量との差が所定
値以下となったときに、第１制御モードから第２制御モ
ードへ移行させる制御を行うようにしている。これによ
り、油圧ポンプ（および油圧モータ）が低容量領域を抜
けており、且つ目標エンジン回転数に基づく変速制御に
しても変速比の急激な変動が生じることがない領域に入
ったことを確実に判断し、その後に第２の制御モードに
移行するという制御が実現し、ショック、エンジンの吹
き上がり等の発生の問題がなくなる。

【００１３】なお、第２制御モードに移行した後は、車
両の停止状態が検出されたとき、もしくは容量が第１の
容量未満となったときに、第１制御モードへ移行させる
制御を行うのが好ましい。すなわち、一旦第２制御モー
ドへ移行した後は、油圧ポンプ（および油圧モータ）が
低容量領域に戻らない限りはこのモードでの制御をその
まま継続するもので、これにより、頻繁にモード切換が
生じて変速違和感が生じるようなことを防止する。

【００１４】第２の本発明に係る制御装置は、可変容量
型の油圧ポンプと可変もしくは固定容量型の油圧モータ
とを有してなる車両用油圧式無段変速機に用いられ、車
両走行中で且つ油圧ポンプおよび油圧モータの容量が第
１の容量未満のときには、エンジンのスロットル開度と
路面の傾斜に応じた基本目標容量を設定し（例えば、実
施形態におけるステップＳ２３参照）、この基本目標容
量を車速とスロットル開度に応じて補正して補正目標容
量を設定し（例えば、実施形態におけるステップＳ２
５，Ｓ２７参照）、油圧ポンプおよび油圧モータの容量
を補正目標容量とするように油圧ポンプおよび油圧モー
タの可変容量制御を行う（例えば、実施形態におけるス
テップＳ１７参照）ように構成される。

【００１５】この制御装置では、走行中において油圧ポ
ンプおよび油圧モータが低容量領域にあり、シフトダウ
ンを行うと減速比が急変する場合における目標容量の設
定を、スロットル開度、路面傾斜および車速に応じて適
切に設定し、減速比の急変することのないスムーズな変
速を行わせる。

【００１６】第３の本発明に係る制御装置は、可変容量
型の油圧ポンプと可変若しくは固定容量型の油圧モータ
とを有してなる車両用油圧式無段変速機に用いられ、車
両停止状態で、エンジンスロットル開度が所定開度以上
であり、且つ車両ブレーキが作動されているときには、
エンジンのスロットル開度と路面の傾斜に応じた目標容
量を設定し（例えば、実施形態におけるステップＳ２１
参照）、油圧ポンプおよび油圧モータの容量をこの目標
容量とするように油圧ポンプおよび油圧モータの可変容
量制御を行う（例えば、実施形態におけるステップＳ１
７参照）ように構成される。車両ブレーキが作動されて
いるときには、車両停止状態から再発進させるときの変
速ショックが生じないように、路面傾斜およびスロット
ル操作量に応じて目標容量を設定し、スムーズな発進制
御を可能としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る好ましい実施
形態について図面を参照して説明する。本発明に係る車
両用油圧式無段変速機の動力伝達系を図１に図式的に示
しており、この無段変速機Ｔは、動力分割機構Ｄと油圧
式無段変速装置Ｈとを有して構成される。無段変速機Ｔ
の変速機入力軸１はフライホイールＦを介してエンジン
（原動機）Ｅに連結されており、エンジンＥからの駆動
力が変速機入力軸１に入力され、無段変速機Ｔにおいて
変速されて変速機出力軸２から出力される。

【００１８】動力分割機構Ｄは、シングルピニオンタイ
プの第１遊星歯車機構Ｇ１と第２遊星歯車機構Ｇ２とを
並列に且つ同軸上に備えて構成される。第１遊星歯車機
構Ｇ１は、中心軸上に回転自在に配設された第１サンギ
ヤＳ１と、第１サンギヤＳ１と噛合するとともに第１サ
ンギヤＳ１の回りを公転する複数の第１ピニオンギヤＰ
１と、これら第１ピニオンギヤＰ１を回転自在に保持す
るとともに第１サンギヤＳ１と同一軸上で回転可能とな
った第１キャリアＣ１と、第１ピニオンギヤＰ１と噛合
する内歯を有して第１サンギヤＳ１と同一軸上で回転可
能な第１リングギヤＲ１とから構成される。一方、第２
遊星歯車機構Ｇ２は、中心軸上に回転自在に配設された
第２サンギヤＳ２と、第２サンギヤＳ２と噛合するとと
もに第２サンギヤＳ２の回りを公転する複数の第２ピニ
オンギヤＰ２と、これら第２ピニオンギヤＰ２を回転自
在に保持するとともに第２サンギヤＳ２と同一軸上で回
転可能となった第２キャリアＣ２と、第２ピニオンギヤ
Ｐ２と噛合する内歯を有して第２サンギヤＳ２と同一軸
上で回転可能な第２リングギヤＲ２とから構成される。

【００１９】動力分割機構Ｄは、第２リングギヤＲ２に
繋がる第１出力軸１１と、第１サンギヤＳ１に繋がる第
２出力軸１２とを有し、第１リングギヤＲ１が固定軸１
３を介して油圧式無段変速装置Ｈの制御盤４０に繋がっ
て静止保持されている。さらに、第１サンギヤＳ１がロ
ックアップクラッチ１５を介して変速機入力軸１に係脱
可能に接続され、第２サンギヤＳ２が変速機入力軸１と
常時直結されている。第１出力軸１１およびこれに繋が
る第２リングギヤＲ２はロックアップブレーキ１６によ
り静止保持可能である。第１および第２キャリアＣ１，
Ｃ２同士が直結されており、両者は一体回転する。

【００２０】油圧式無段変速装置Ｈは、図２に詳しく示
すように、油圧ポンプ２０と、油圧モータ３０と、これ
ら油圧ポンプ２０および油圧モータ３０を接続する油圧
閉回路を構成する制御盤４０とを備える従来周知の静油
圧式変速機構であり、油圧ポンプ２０および油圧モータ
３０は無段変速機Ｔの入出力軸１，２および動力分割機
構Ｄと同一軸線上に配設されている。

【００２１】油圧ポンプ２０は、動力分割機構Ｄの第１
出力軸１１に同軸に連結されるとともに制御盤４０のポ
ンプ側油圧分配面４１に回転摺動可能に接触したポンプ
シリンダ２１と、このポンプシリンダ２１にその軸線を
囲むように設けられる環状配列の複数のポンプシリンダ
孔２２に摺動自在に嵌合されたポンププランジャ２３
と、各ポンププランジャ２３の先端に首振り自在に取り
付けられたポンプシュー２４を摺動可能に接触させるポ
ンプ斜板２５とを備えて構成される。ポンプ斜板２５
は、ポンプシリンダ２１の軸線と直交するポンプトラニ
オン軸線Ｏｐを中心として揺動可能であり、ポンプ斜板
２５の揺動角を変化させてポンププランジャ２３の往復
ストロークを可変制御可能となっている。すなわち、こ
の油圧ポンプ２０は可変容量タイプのポンプである。

【００２２】油圧モータ３０は、動力分割機構Ｄの第２
出力軸１１および変速機出力軸２に同軸に連結されると
ともに制御盤４０のモータ側油圧分配面４２に回転摺動
可能に接触したモータシリンダ３１と、このモータシリ
ンダ３１にその軸線を囲むように設けられる環状配列の
複数のポンプシリンダ孔３２に摺動自在に嵌合されたモ
ータプランジャ３３と、各モータプランジャ３３の先端
に首振り自在に取り付けられたモータシュー３４を摺動
可能に接触させるモータ斜板３５とを備えて構成され
る。モータ斜板３５は、モータシリンダ３１の軸線と直
交するモータトラニオン軸線Ｏｍを中心として揺動可能
であり、モータ斜板３５の揺動角を変化させてモータプ
ランジャ３３の往復ストロークを可変制御可能となって
いる。すなわち、この油圧モータ３０は可変容量タイプ
のモータである。

【００２３】制御盤４０は、油圧ポンプ２０および油圧
モータ３０を収容するケーシング５に固着されており、
この制御盤４０に、上述のように第１遊星歯車機構Ｇ１
の第１リングギヤＧ１が固定軸１３を介して連結されて
いる。

【００２４】このような構成の油圧式無段変速装置Ｈに
おいては、ポンプシリンダ２１の回転に応じて、ポンプ
プランジャ２３がポンプ斜板２５の揺動角に対応するス
トロークでシリンダ孔２２内を往復して作動油の吐出お
よび吸入動作を行う。この吐出動作により各シリンダ孔
２２から吐出された作動油は、制御盤４０内に設けられ
た油圧閉回路の一方の油路（駆動時にはこの油路内の油
圧が高圧となるため、これを高圧側油路と称する）を経
てモータシリンダ３１の対応するシリンダ孔３２内に供
給され、モータプランジャ３３を膨張作動させる。この
ようにモータプランジャ３３が膨張作動されると、モー
タプランジャ３３がモータシュー３４を介してモータ斜
板３５を押圧し、その反力の回転方向成分がモータプラ
ンジャ３３を介してモータシリンダ３１を回転させる。

【００２５】一方、膨張作動を終えたモータプランジャ
３３はモータ斜板３５に沿って回転して収縮作動され
る。この収縮作動によりモータシリンダ孔３２から排出
される作動油は、制御盤４０に設けられた油圧閉回路の
他方の油路（駆動時にはこの油路内の油圧が低圧となる
ためこれを低圧側油路と称する）を経て、吸入作動を行
っているポンププランジャ２３のポンプシリンダ孔２２
内に吸入される。このようにして、ポンプ斜板２５およ
びモータ斜板３５の揺動角に応じたトルクでモータシリ
ンダ３１が回転作動し、その回転トルクが変速機出力軸
２に伝達されて出力される。

【００２６】以上の構成の油圧式無段変速機Ｔにおい
て、ポンプ斜板２５およびモータ斜板３５の揺動角制御
を行うことにより無段階の変速制御が可能である。この
ようなポンプ斜板２５およびモータ斜板３５の揺動角制
御を行う制御装置について、図３を参照して説明する。

【００２７】図３は上述の油圧式無段変速装置Ｈをポン
プおよびモータの斜板角制御系を含めて示している。ポ
ンプ斜板２５には両端側においてそれぞれ連結ロッド２
５ａ，２５ｂを介してポンプ側サーボプランジャ２６
ａ，２６ｂが連結されており、これらポンプ側サーボプ
ランジャ２６ａ，２６ｂはそれぞれポンプ側サーボシリ
ンダ孔２７ａ，２７ｂ内に摺動自在に配設されている。
同様に、モータ斜板３５にはモータ側サーボプランジャ
３６ａ，３６ｂが連結されており、これらモータ側サー
ボプランジャ３６ａ，３６ｂはそれぞれモータ側サーボ
シリンダ孔３７ａ，３７ｂ内に摺動自在に配設されてい
る。

【００２８】ポンプ側サーボシリンダ孔２７ａ，２７ｂ
はそれぞれポンプサーボ制御ライン６２ａ，６２ｂを介
してポンプ斜板コントロールバルブ５５に繋がる。この
バルブ５５は四方弁からなり、ライン圧供給源６０から
供給ライン６１を介して送られるライン圧ＰLを、スプ
ール５５ａの位置に応じてポンプサーボ制御ライン６２
ａ，６２ｂに振り分け供給する。スプール５５ａはスプ
リング５５ｂにより右方に付勢されるとともに、右端ポ
ート５５ｃに作用する油圧力を受け、両者のバランスに
よりその位置が設定される。

【００２９】すなわち、右端ポート５５ｃに作用する油
圧力を制御すれば、スプール５５ａの位置制御が可能で
あり、これによりポンプ側サーボプランジャ２６ａ，２
６ｂを移動させてポンプ斜板２５の角度位置制御が可能
である。右端ポート５５ｃにはバルブ制御ライン５１ａ
を介してポンプ用リニアソレノイドバルブ５１が接続さ
れ、このリニアソレノイドバルブ５１からポンプ制御油
圧が供給される。なお、ポンプ用リニアソレノイドバル
ブ５１は変速制御コントロールユニット５０からの制御
信号により作動制御される。

【００３０】一方、モータ側サーボシリンダ孔３７ａ，
３７ｂはそれぞれモータサーボ制御ライン６３ａ，６３
ｂを介してモータ斜板コントロールバルブ５６に繋が
る。このバルブ５６は、ライン圧供給源６０から供給ラ
イン６１を介して送られるライン圧ＰLを、スプール５
６ａの位置に応じてモータサーボ制御ライン６３ａ，６
３ｂに振り分け供給する。また、スプール５６ａはスプ
リング５６ｂの付勢力と右端ポート５６ｃに作用する油
圧力とのバランスに基づいてその位置が設定される。こ
のため、右端ポート５６ｃに作用する油圧力を制御しモ
ータ斜板３５の角度位置制御が可能である。右端ポート
５６ｃにはバルブ制御ライン５２ａを介してモータ用リ
ニアソレノイドバルブ５２からモータ制御油圧が供給さ
れ、このモータ用リニアソレノイドバルブ５２は変速制
御コントロールユニット５０からの制御信号により作動
制御される。

【００３１】以上のように、変速コントロールユニット
５０によりポンプ用およびモータ用リニアソレノイドバ
ルブ５１，５２の作動を制御してポンプおよびモータ斜
板角制御を行うことができる。無段変速機Ｔにおいてこ
のような制御を行った場合における、ポンプ斜板角θP
およびモータ斜板角θMと変速機総合速度比ｅとの関係
を図４に示し、減速比Ｒとの関係を図５に示している。
なお総合速度比ｅは無段変速機Ｔの入出力回転数の比で
あり、式（１）により求められる。この式から分かるよ
うに、速度比ｅは前述の減速比Ｒの逆数である。図４に
おける縦軸がポンプおよびモータ斜板角θP，θMを表
し、プラス側が前進方向側の揺動、マイナス側が後進方
向側の揺動を意味する（図５は前進方向側のみを示
す）。横軸は総合速度比ｅを表し、プラス側が前進方向
の速度比、マイナス側が後進方向の速度比を意味する。
また、図４において、実線がポンプ斜板角θP、破線が
モータ斜板角θMを示す。

【００３２】

【数１】総合速度比ｅ＝（Ｎｏ）／（Ｎｉ）但し、Ｎｉ＝変速機入力軸１の回転速度Ｎｏ＝変速機出力軸２の回転速度

【００３３】まず、ポンプ斜板２５が直立位置（θP＝
０）にあり、モータ斜板３５が最大揺動位置（θM＝θM
(MAX)）にあるときには、ポンプシリンダ２１はフリー
回転可能で吐出が零となり、モータシリンダ３１は油圧
ポンプ２０からの供給油がないため油圧的にロックした
状態となり固定保持される。このため、第１サンギヤＳ
１が静止した状態で、変速機入力軸１はフリー回転可能
で、エンジン出力は空転消費され、変速機出力軸２には
伝えられず、静止状態となる。この状態は図４および図
５における縦線ａで示す状態であり、総合速度比ｅ＝０
（減速比Ｒ＝∞）の状態となる。

【００３４】この状態からポンプ斜板２５を前進方向側
に揺動（斜板角を増加）させると、この揺動に応じて油
圧ポンプ２０から作動油の吐出が開始され、吐出作動油
が油圧モータ３０に供給されて油圧モータ３０のモータ
シリンダ３１が前進方向に回転駆動される。モータ出力
軸１７の回転速度はポンプ斜板角θPが大きくなるのに
応じて増加し、これが最大斜板角θPF(MAX)となると図
４および図５の縦線ｂで示す状態となる。このため、総
合速度比ｅは、零（縦線ａ）からｅ１（縦線ｂ）まで増
加する。但し、このようにモータシリンダ３１の回転が
増加するとき、動力分割機構Ｄを介して第２出力軸１２
に対する機械的な動力伝達が同時に行われ、それに対応
してポンプシリンダ２５の回転速度は減少する。このこ
とから分かるように、変速機出力軸２には、油圧モータ
３０からの出力と動力分割機構Ｄを介して第２出力軸に
機械的に伝達された出力とが集合されて出力される。

【００３５】ポンプ斜板角が最大斜板角θPF(MAX)とな
ると（縦線ｂの状態に達すると）、次に、モータ斜板角
θMが最大角から徐々に小さくなるように揺動される。
これによりモータシリンダ３１の回転速度が縦線ｂの状
態からさらに増加し、モータ斜板角θMが零（直立位
置）となった時点で最大となる（縦線ｃの状態であり、
このとき総合速度比ｅ２となる）。

【００３６】但し、上述のように、モータシリンダ３５
の回転速度が増加するのに応じて動力分割機構Ｄを介し
て行われる第２出力軸へ１２の機械的な動力伝達が増加
し、ポンプシリンダ２１の回転は減少し、モータ斜板角
θMが零（直立位置）となった時点でポンプシリンダ２
１の回転が零となるように設定されている。なお、モー
タ斜板角θMが零（直立位置）となった時にはモータシ
リンダ３１はフリー回転可能な状態となり、且つポンプ
シリンダ２１は油圧ロック状態となり静止保持される。
このため、この状態（縦線ｃの状態）のとき、理想的に
は（油の漏れによる伝達ロスが無く、伝達効率が１００
％のとき）動力分割機構Ｄを介して第２出力軸１２への
機械的な動力伝達のみが行われる。

【００３７】一方、縦線ａの状態からポンプ斜板３５を
後進方向側に揺動させると、油圧ポンプ２０から作動油
が油圧閉回路において上記と逆方向に吐出される。この
ため、この作動油の供給により油圧モータ３０のモータ
シリンダ３１が上記と逆方向（後進方向）に駆動され
る。モータシリンダ３１の回転速度はポンプ斜板角θP
が大きくなるのに応じて増加し、これが最大斜板角θMP
R(MAX)となると図４の縦線ｄで示す状態となる。このた
め、総合速度比ｅは、零（縦線ａ）から、ｅ３（負の
値）まで変化する。

【００３８】以上のようにしてポンプ、モータの斜板角
制御を行って変速制御を行うことが可能であるが、車両
走行時における具体的な変速制御について、以下に説明
する。但し、本発明の制御装置は、油圧ポンプの斜板角
制御を特徴とするものであり、モータ斜板３５が最大揺
動位置（θM＝θM(MAX)）にある状態でポンプ斜板角を
制御する変速制御すなわち総合変速比ｅが小さい領域で
の変速制御について図６および図７を参照して説明す
る。なお、これらの図においては、丸囲みの記号Ａ，
Ｂ，Ｃ同士が繋がることを意味する。

【００３９】この変速制御ではまず車両が停止状態か否
か、すなわち、車速Ｖ＝０か否かを判断する（ステップ
Ｓ１）。車両が走行状態の時にはステップＳ３に進み、
油圧ポンプ２０の実斜板角θPAと、見かけ斜板角θPV
と、斜板角度差ΔθPとを算出する。ここで、実斜板角
θPAは、油圧ポンプ２０の斜板角２５の実際の傾斜角度
を検出して求められる。見かけ斜板角θPVは、現在のエ
ンジン回転数と車速を検出し、これらの値からこのとき
の変速機（油圧式無段変速装置Ｈ）の変速比（減速比）
を算出し、油圧式無段変速装置Ｈの容積効率が１００％
（すなわち、油の漏れや、リリーフによる油の排出が無
い）場合にこの変速比を得るために必要なポンプ斜板角
を求めて得られる。斜板角度差ΔθPは、実斜板角θPA
から見かけ斜板角θPVを減算して求められる。

【００４０】次に、実斜板角θPAが第１の所定容量αＳ
以上か否かが判断され（ステップＳ５）、θPA≧αＳの
ときにはステップＳ７に進み、斜板角度差ΔθPが所定
値CDPC以下か否かが判断される。なお、この所定値CDPC
は、例えば２度に設定される。ΔθP≦CDPCのときに
は、ステップＳ９に進み、目標エンジン回転数Ｎeoに基
づく変速制御が行われる。目標エンジン回転数Ｎeoは、
例えば、図８に示すように、スロットル開度θTHと車速
Ｖとに対応して予め設定されている。そこで、現在のス
ロットル開度θTHと車速Ｖとに対応する目標エンジン回
転数Ｎeoを図８から読み取って求め、実際のエンジン回
転数Ｎerがこの目標エンジン回転数Ｎeoに近づくよう
に、すなわち、追従するように変速制御（具体的には、
ポンプ用リニアソレノイドバルブ５１の駆動電流制御）
が行われる。

【００４１】図９に、ポンプ用リニアソレノイドバルブ
５１の駆動電流ICMDpと、このバルブ５１からポンプ斜
板コントロールバルブ５５の右端ポート５５ｃに供給さ
れるポンプ制御油圧ＰＣとの関係を示している。この図
から分かるように、駆動電流ICMDpとして中立保持電流I
Opを設定すれば、ポンプ斜板コントロールバルブ５５は
中立位置に保持されてポンプ斜板角はそのまま保持さ
れ、中立保持電流Iopより大きな電流を設定すれば、ポ
ンプ斜板２５をLOW側に揺動させる制御（シフトダウン
制御）が可能であり、中立保持電流Iopより小さな電流
を設定すれば、ポンプ斜板２５をTOP側に揺動させる制
御（シフトアップ制御）が可能である。

【００４２】なお、ステップＳ５において実斜板角θPA
が第１の所定容量αＳ未満である、すなわち、θPA＜α
Ｓであると判断されたときには、ステップＳ２３以下の
制御に移行する（これについては後述する）。また、ス
テップＳ７において斜板角度差ΔθPが所定値CDPCを越
えると判断されたとき、すなわち、ΔθP＞CDPCである
と判断されたときには、ステップＳ１１に進み、直前の
制御が目標エンジン回転数Ｎeoに基づく制御（すなわ
ち、ステップＳ９の制御）か否かが判断される。直前の
制御が目標エンジン回転数Ｎeoに基づく制御であるとき
には、ステップＳ９に進み、このまま目標エンジン回転
数Ｎeoに基づく制御を継続する。一方、直前の制御が目
標エンジン回転数Ｎeoに基づく制御ではないとき、すな
わち、後述する目標斜板角θPOに基づく制御であるとき
には、ステップＳ２３以下の制御に移行する。

【００４３】最初に戻って、ステップＳ１において車両
が停止状態であると判断されたときには、ステップＳ１
３に進み、エンジンスロットル開度が全閉状態か否かが
判断される。スロットルが全閉のときは、ステップＳ１
３に進み、目標斜板角θPOとしてクリープ力を発揮する
ためのクリープ斜板角α0を設定し、ステップＳ１７に
進んで、油圧ポンプ２０の斜板角θPを目標斜板角θPO
とする制御が行われる。

【００４４】一方、ステップＳ１３において、スロット
ルは全閉でないと判断されたときには、ステップＳ１９
に進み、車両ブレーキが作動されているか否かが判断さ
れる。車両ブレーキが作動されている（車両ブレーキが
ＯＮである）ときには、ステップＳ２１に進み、目標斜
板角θPOを目標斜板角マップＭＡＰ１から検索する。目
標斜板角マップＭＡＰ１は、図１０において破線で示す
ように、エンジンスロットル開度と路面傾斜SANGとに応
じて目標斜板角θPOを設定しており、スロットル開度が
大きいほど目標斜板角θPOは大きく、路面傾斜SANGが大
きいほど目標斜板角θPOは小さくなる関係にある。

【００４５】ステップＳ２１においては、現在のエンジ
ンスロットル開度および現在走行中の路面傾斜（車両の
走行方向の傾斜）に対応する目標斜板角θPOを目標斜板
角マップＭＡＰ１から検索する。そして、ステップＳ１
７に進んで、油圧ポンプ２０の斜板角θPを目標斜板角
θPOとする制御が行われる。

【００４６】一方、ステップＳ１９においてブレーキが
非作動であると判断されたときには、ステップＳ２３に
進み、第２の目標斜板角マップＭＡＰ２から基本目標斜
板角θPOを検索する。この第２の目標斜板角マップＭＡ
Ｐ２は、図１０において実線で示すように、エンジンス
ロットル開度と路面傾斜SANGとに応じて基本目標斜板角
θPOが設定されている。但し、ＭＡＰ１に比べて、同一
のエンジンスロットル開度に対して若干低めの値となる
目標斜板角が設定されたマップとなっている。ステップ
Ｓ２３においては、現在のエンジンスロットル開度およ
び現在走行中の路面傾斜（車両の走行方向の傾斜）に対
応する基本目標斜板角θPOを目標斜板角マップＭＡＰ２
から検索する。

【００４７】次に、ステップＳ２５に進み、図１１に示
すように、車速Ｖとスロットル開度θTHとに対応して設
定されている斜板角補正値データマップから、現在の車
速Ｖとスロットル開度θTHに対応する斜板角補正値Ｄα
を検索する。次に、ステップＳ２７に進み、ステップＳ
２３で検索した基本目標斜板角θPOにステップＳ２５で
検索した斜板角補正値Ｄαを加えて補正目標斜板角θPO
を求める。そして、ステップＳ１７に進んで、油圧ポン
プ２０の斜板角θPを補正目標斜板角θPOとする制御が
行われる。

【００４８】以上の説明および図１０から分かるよう
に、目標斜板角マップとしてはＭＡＰ１とＭＡＰ２の二
つが設定されており、車両ブレーキが作動されていると
きにはＭＡＰ１が用いられ、車両ブレーキが非作動のと
きにはＭＡＰ２が用いられる。これは、ブレーキが踏ま
れて車輪がロックされている状態でスロットルが開いて
いるときに、斜板角が小さいＬＯＷ側に設定すると、発
生する内部油圧が高くなるすぎ、それを抑えるためにリ
リーフ制御が働き、リリーフバルブを開放する制御がな
される。この後、発進に移行した場合、リリーフバルブ
を閉じ側に急に戻す制御となる可能性があり、ショック
に繋がると考えられる。このショックは、変速比がＬＯ
Ｗ側の方が大きいため、ブレーキが踏まれているときに
は目標斜板角θPOを大きく設定している。

【００４９】また、ステップＳ２７では基本目標斜板角
θPOに斜板角補正値Ｄαを加えて補正目標斜板角θPOを
求めている。これは、ドライバーの加速要求を現すスロ
ットル開度が小さく車速が大きいときには、シフトアッ
プ側へ速やかに移行するように補正し、逆の場合には、
ゆっくりと移行もしくは現在の容量に保持する方向に補
正し、ドライバーの加速要求に対応するとともに、急変
速領域（ポンプ低容量領域）にあるときにはこの領域を
速やかに抜けて燃費の良い領域での変速制御を行わせる
ためである。

【００５０】以上説明した本実施形態においては、油圧
ポンプおよびモータともに可変容量型の場合の油圧式無
段変速機について説明したが、油圧ポンプのみ可変容量
型で固定容量の油圧モータを用いた油圧式無段変速機の
場合も同様である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
目標容量に基づく変速制御を行う第１制御モードと、目
標エンジン回転数に基づく変速制御を行う第２制御モー
ドとを有するので、油圧ポンプが低容量領域にあるとき
には第１の制御モードに基づく変速制御を行って変速比
の急変による変速ショック、エンジン吹き上がりを無く
し、油圧ポンプの容量が大きくなったときに第２の制御
モードに基づく変速制御に移行してドライバーのアクセ
ル操作に対応した変速制御を行うということが可能であ
る。その上で、第１制御モードに基づく制御がなされて
走行中に、容量が第1の容量以上となり、見かけ容量と
容量との差が所定値以下となったときに、第１制御モー
ドから第２制御モードへ移行させる制御を行うようにし
ているので、油圧ポンプ（および油圧モータ）が低容量
領域を抜けており、且つ目標エンジン回転数に基づく変
速制御にしても変速比の急激な変動が生じることがない
領域に入ったことを確実に判断し、その後に第２の制御
モードに移行するという制御が実現し、スムーズなモー
ド移行が可能となる。

【００５２】なお、一旦第２制御モードに移行した後
は、車両の停止状態が検出されたとき、もしくは容量が
第１の容量未満となったときにのみむ、第１制御モード
へ移行させる制御を行うようになっており、油圧ポンプ
（および油圧モータ）が低容量領域に戻らない限りは第
２制御モードでの制御をそのまま継続し、頻繁にモード
切換が生じて変速違和感が生じるようなことを防止する
ことができる。

【００５３】第２の本発明に係る制御装置は、車両走行
中で且つ油圧ポンプおよび油圧モータの容量が第１の容
量未満のときには、エンジンのスロットル開度と路面の
傾斜に応じた基本目標容量を設定し、この基本目標容量
を車速とスロットル開度に応じて補正して補正目標容量
を設定し、油圧ポンプおよび油圧モータの容量を補正目
標容量とする可変容量制御を行うように構成されてい
る。このため、走行中において油圧ポンプおよび油圧モ
ータが低容量領域にあり、シフトダウンを行うと減速比
が急変する場合における目標容量の設定を、スロットル
開度、路面傾斜および車速に応じて適切に設定し、減速
比の急変することのないスムーズな変速を行わせること
ができる。

【００５４】第３の本発明に係る制御装置は、車両停止
状態で、エンジンスロットル開度が所定開度以上であ
り、且つ車両ブレーキが作動されているときには、エン
ジンのスロットル開度と路面の傾斜に応じた目標容量を
設定し、油圧ポンプおよび油圧モータの容量をこの目標
容量とする可変容量制御を行うように構成されている。
このため、車両ブレーキが作動されているときには、車
両停止状態から再発進させるときの変速ショックが生じ
ないように、路面傾斜およびスロットル操作量に応じて
目標容量を設定し、スムーズな発進制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両用油圧式無段変速機の動力伝
達系を示す模式図である。

【図２】この無段変速機を構成する油圧式無段変速装置
の構成を示す断面図である。

【図３】この油圧式無段変速装置の斜板角制御系を示す
油圧回路図である。

【図４】油圧ポンプおよびモータの斜板角と総合変速比
との関係を示すグラフである。

【図５】油圧ポンプおよびモータの斜板角と減速比との
関係を示すグラフである。

【図６】ポンプ斜板角の制御内容を示すフローチャート
である。

【図７】ポンプ斜板角の制御内容を示すフローチャート
である。

【図８】車速とスロットル開度に対応して設定された目
標エンジン回転数を示すグラフである。

【図９】目標電流と斜板制御油圧との関係を示すグラフ
である。

【図１０】スロットル開度と路面傾斜とに対する目標斜
板角の関係を示すグラフである。

【図１１】車速とスロットル開度に対する斜板角補正値
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

２０油圧ポンプ２５ポンプ斜板３０油圧モータ３５モータ斜板５０変速制御コントロールユニット（制御装置）５５ポンプ斜板コントロールバルブ５１ポンプ用リニアソレノイドバルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンにより駆動される可変容量型の
油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの油圧力を受けて駆
動される油圧モータと、前記油圧ポンプおよび油圧モー
タの可変容量制御を行う制御装置とを有してなる車両用
油圧式無段変速機において、前記油圧ポンプおよび油圧モータの容量を検出する容量
検出手段と、エンジン回転数と車速とから求めた変速比
に相当する前記油圧ポンプおよび油圧モータの見かけ容
量を求める見かけ容量算出手段とを備え、運転状態に応じて目標容量を設定し、前記油圧ポンプお
よび前記油圧モータの容量を前記目標容量とするように
前記油圧ポンプおよび油圧モータの可変容量制御を行う
第１制御モードと、少なくとも前記エンジンのスロット
ル開度と車速とに応じて目標エンジン回転数を設定し、
エンジン回転数が前記目標エンジン回転数に追従するよ
うに前記油圧ポンプおよび油圧モータの可変容量制御を
行う第２制御モードとに基づく制御を行い、車両が前記第１制御モードに基づく制御がなされて走行
中に、前記容量が第1の容量以上となり、前記見かけ容
量と前記容量との差が所定値以下となったときに、前記
第１制御モードから前記第２制御モードへ移行させる制
御を行うことを特徴とする車両用油圧式無段変速機の制
御装置。
【請求項２】前記第２制御モードに移行した後は、前
記車両の停止状態が検出されたとき、もしくは前記容量
が前記第１の容量未満となったときに、前記第１制御モ
ードへ移行させる制御を行うことを特徴とする請求項１
に記載の車両用油圧式無段変速機の制御装置。
【請求項３】エンジンにより駆動される可変容量型の
油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの油圧力を受けて駆
動される油圧モータと、前記油圧ポンプおよび油圧モー
タの可変容量制御を行う制御装置とを有してなる車両用
油圧式無段変速機において、車両走行中で且つ前記油圧ポンプおよび油圧モータの容
量が第１の容量未満のときには、前記エンジンのスロッ
トル開度と路面の傾斜に応じた基本目標容量を設定し、
前記基本目標容量を車速と前記スロットル開度に応じて
補正して補正目標容量を設定し、前記油圧ポンプおよび
油圧モータの容量を前記補正目標容量とするように前記
油圧ポンプおよび油圧モータの可変容量制御を行うこと
を特徴とする車両用油圧式無段変速機の制御装置。
【請求項４】エンジンにより駆動される可変容量型の
油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの油圧力を受けて駆
動される油圧モータと、前記油圧ポンプおよび油圧モー
タの可変容量制御を行う制御装置とを有してなる車両用
油圧式無段変速機において、車両停止状態で、エンジンスロットル開度が所定開度以
上であり、且つ車両ブレーキが作動されているときに
は、前記エンジンのスロットル開度と路面の傾斜に応じ
た目標容量を設定し、前記油圧ポンプおよび油圧モータ
の容量を前記目標容量とするように前記油圧ポンプおよ
び油圧モータの可変容量制御を行うことを特徴とする車
両用油圧式無段変速機の制御装置。