JP2629195B2 - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主として車両用の無段変速機に適用される
制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 近時、エンジンの動力を無段変速機を介して駆動車輪
に伝達し得るようにした車両の研究が進められている。

しかして、このような車両においては、実際のエンジ
ンの回転速度が、エンジンの燃料操作端の操作量（スロ
ットル操作量）に対応させて予め設定した目標回転速度
に収束するように、前記無段変速機の変速比を制御する
ことが可能である。そのため、前記目標回転速度のパタ
ーンを予め作成しておくことによって、所望の運転特性
を得ることができる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、単にこれだけのものでは、クリープ特性を
運転車の好みなどに合せて調節することができない。す
なわち、アクセス操作量が零の状態においても車両が走
行しようとするいわゆるクリープは、一般に無用または
危険であるが、車両を精度よく所望の位置に近付ける時
などには有用である。しかるに、実際のエンジン回転速
度をスロットル操作量に対応した目標回転速度に収束す
るように制御するようにしただけものでは、アイドル運
転時（アクセル操作量が零の際）の実際のエンジンのア
イドル回転速度は寒冷時運転開始時のオートチョークの
作用などで大巾に変化するため，最少スロットル操作量
に対応した目標回転速度｛ｆ（Thr）_０｝を、暖機後の
アイドルスピードのような低速度に設定しておけば、運
転開始直後のハイアイドル時には強度のクリープにより
暴走の危険がある。その危険を避けるためｆ（Thr）_０
をハイアイドルのような高い目標回転速度に設定してお
くと、暖機後の発進時ごとに無駄なエンジン高速運転を
繰り返し、燃費・騒音共に不利となる。

このような不具合に対処する方策としては、複数種類
の目標回転速度カーブを用意しておき、そのうちの一つ
の選択できるようにすることが考えられる。しかしなが
ら、このようにしても、アイドルアップ制御の影響を受
けて、クリープの有無や強さが運転者の意に沿わないこ
とが起こり得る。すなわち、運転者がスロットル操作量
零時の目標回転速度がアイドル回転速度以上になるモー
ドを選択しても、アイドルアップにより実際のエンジン
の回転速度が上昇した場合には、無段変速機の変速比が
エンジン負荷を増大させる方向の制御されてしまう。そ
のため、車両は運転者の意に反して、クリープ発進を行
なってしまう。

本発明は、このような不具合を解消し、運転者の意の
ままにクリープの有無や強さを選択することができるよ
うにした無段変速機の制御装置を提供することを目的と
している。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、かかる目的を達成するために、次のような
構成を採用したものである。

すなわち、本発明に係る無段変速機の制御装置は、液
圧ポンプ／モータの押し除け容積を変化させて変速比を
無段階に調節し得るように構成された無段変速機を制御
する制御装置であっても、その入力側に接続されたエン
ジンの回転速度がエンジン燃料操作端の操作量に対応さ
せて予め定めた目標回転速度に近付く方向に前記無段変
速機の変速比を制御する変速制御手段と、前記液圧ポン
プ／モータの出入口間の差圧を検出する差圧検出手段
と、各アクセル操作量に対する差圧の上限値を規定する
差圧リミットカーブに関するデータを記憶させた記憶手
段と、所定の発進領域で前記変速制御手段による制御に
優先させて前記差圧検出手段により検出される差圧から
所望の一定圧力を差し引いたものが前記差圧リミットカ
ーブを上回らないように前記変速比を制御する補助変速
比制御手段とを具備してなることを特徴とする。

［作用］ このような構成のものであれば、所定の発進領域にお
いては、液圧ポンプ／モータの出入り口間の差圧から所
望の一定圧力を差し引いたものがリミットカーブを上ま
わろうとすると、補助変速比制御手段の働きによりそれ
を阻止するように流体ポンプ／モータの押し徐け容積が
制御される。車両走行可能な所望の一定値にまで上昇す
ることが許容され、車両は所望の強さで移動しようとす
ることになる。なお、差圧から差し引くべく所望値の選
びかた次第で、クリープを無くすことも可能である なお、アイドル状態から、アクセル操作量を増大させ
てゆけば、その差圧リミットカーブにより規制される差
圧までは変速比が制御されることになるため、その差圧
リミットカーブを右上がりのものにしておきさえすれ
ば、アクセル操作量に応じた発進が可能となる。

アクセル操作量が一定値を越え、差圧が通常のリリー
フ圧以下に保持されている場合には、従来通り変速制御
手段により制御が行われ、実際のエンジン回転速度がそ
の時点のエンジン燃料操作端の操作量に対応した目標回
転速度に収束するように、変速比が無段階に制御され
る。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

本発明に係る無段変速機は、第１図に概略的に示すよ
うに、第１、第２、第３の入出力端１、２、３を有し、
その第１の入出力端１と第２の入出力端２との間を通過
する低速側の機械式伝動系ａならびに第１の入出力端１
と第３の入出力端３との間を通過する高速側機械式伝動
系ｂを並列的に形成する左動機構４と、この差動機構４
の第２の入力出力端２にギヤ５、６を介して一方の流体
ポンプ／モータ７の入出力軸7aを接続するとともに、前
記第３の入出力端３に他方の流体ポンプ／モータ８の入
出力軸8aをギヤ９、11を介して接続し、これら両ポンプ
／モータ７、８によって可変速の流体式伝動系Ａ、Ｂを
形成する流体伝動機構12と、前記低速側の機械式伝動系
ａの伝動端を共通回転要素たるセンターボス13に接続さ
せる低速側のクラッチ14と、前記高速側の機械式伝動系
ｂの伝動端を前記センターボス13に接離させる高速側の
クラッチ15とを具備してなる。そして、前記センサーボ
ス13をギャ16および17を介して出力軸18に接続してお
り、この出力軸18で、負荷たる駆動車輪19を駆動するよ
うになっている。

差動機構４は、円周方向に等配に設けた複数のプラネ
タリギャ21の内側にサンギャ22を配設するとともに、外
側にリングギャ23を噛合させてなる遊星歯車式のもので
ある。そして、前記各プラネタリギャ21を軸承するギャ
リテーナ24の中心を前記第11の入出力端１とし、この入
出力端１にエンジン20に接続される入力軸25を設けてい
る。また、前記サンギャ22の支持シャフト22aの先端を
前記第２の入出力端２とし、この入出力端２に前記ギャ
５を固着している。さらに、前記リングギャ23のボス部
23aの先端を前記第３の入出力端３とし、この入出力端
３に前記ギャ９を設けている。しかして、前記低速側の
機械式伝動系ａは、前記プラネタリギャ21、サンギャ2
2、ギャ５、ギャ６、26、27により構成されており、最
後のギャ27のボス部27aが、該機械式伝動系ａの伝動端
としての役割を担っている。一方、前記高速側の機械式
伝動系ｂは、前記プラネタリギャ21とリングギャ23とか
ら構成されており、前記リングギャ23のボス部23aが該
機械式伝動系ｂの伝動端としての役割をなしている。

また、流体伝動機構12は、可変容量形の流体ポンプ／
モータ７と、可変容量形の流体ポンプ／モータ８とを通
常のHSTと同様な液圧回路31、32を介して直列に接続し
たものであり、前記流体ポンプ／モータ７の入出力端7a
を前記サンギャ22の支持シャフト22aにギャ６、５を介
して接続するとともに、前記流体ポンプ／モータ８の入
出力軸8aをギャ11、９を介して前記リングギャ23に連結
している。

なお、前記各クラッチ14、15としては、湿式あるいは
乾式の多板クラッチを用いたり、いわゆるシンクロメッ
シュ式の動力断続機構を使用することができる。そし
て、これらのクラッチ14、15をアクチュエータ41、42に
より断続操作し得るようにしている。また、前記各流体
ポンプ／モータ７、８の押し除け容積を、アクチュエー
タ43、44を用いて無段階に調節するようにしている。

そして、これらのアクチュエータ41、42、43、44をコ
ンピュータ51により制御するようにしている。

コンピュータ51は、中央演算処理装置52と、各種のメ
モリ53と、インターフェイス54とを具備してなる通常の
マイクロコンピュータシステムにより構成されている。
そして、そのインターフェイス54には、出力回転速度を
検出するための回転速度センサ55からの信号ｅと、入力
回転速度を検出するための回転速度センサ56からの信号
ｆと、前記両液圧回路31、32間の差圧を検出する差圧検
出センサ57からの信号ｇと、エンジンの出力回転を制御
するためのアクセル57の踏込操作量を検出するアクセル
センサ59からの信号ｈと、エンジン燃料操作端であるス
ロットル20aの操作量を検出するスロットルポジション
センサ60からの信号ｋと、クリープ度設定ノブ61からの
信号ｉがそれぞれ入力されるようになっている。また、
このインターフェイス54からは、低速側クラッチ14のア
クチュエータ41を作動させるための信号ｐと、高速側ク
ラッチ15のアクチュエータ42を作動させるための信号ｑ
と、流体ポンプ／モータ７、８の押し除け容積を調節す
るためアクチュエータ43、44への信号ｒ、ｓ出力される
ようになっている。クリープ度設定ノブ61は、運転席に
配置されており、クリープの程度を零に含む所望の強さ
に設定できるものである。すなわち、このクリープ度設
定ノブ61は、後述する所望の一定圧力Ｐの値を適宜設定
し得るようになっている。なお、クリープON・OFFスイ
ッチを別途に設けておき、このクリープON・OFFスイッ
チをONにした場合にだけ、このクリープ度設定ノブ61が
機能し得るようにしてもよい。

そして、このコンピュータ51のメモリ53内には、前記
低速側クラッチ14と高速側クラッチ15を切換えるための
プログラムと、このコンピュータ51に、本発明に係る変
速制御手段、記憶手段、および補助変速制御手段として
の役割を担わせるためのプログラム（第５図参照）が内
蔵させてある。そして、これ等のプログラムに付随させ
て、第３図に示すようなスロットル操作量と目標回転速
度との関係を示すデータ、および第４図に示すような差
圧リミットカーブＬに関するデータが格納してある。こ
の差圧リミットカーブＬは、発進領域におけるアクセル
操作量に対する差圧の上限値を規定するものである。差
圧リミットカーブＬは、アクセル操作量Accが零の場合
に、その値ｆ（Acc）が零になる右上がりの特性を有し
ている。なお、アクセル操作量Accが零の場合の前記目
標回転速度Noは、エンジン暖機後のアイドル回転速度よ
りも若干低い値に設定してある。

次いで、この車両の作動を説明する。

まず、出力回転速度／入力回転速度で表される速度比
が中間設定速度比ｅmよりも小さい運転領域では、低速
側のクラッチ14を接続し高速側のクラッチ15を解放した
低速モードを選択する。具体的には、前記速度比ｅm
は、回転速度センサ55により検出される出力回転速度
と、回転速度センサ56により検出される入力回転速度と
の基づいて逐次演算される。中間設定速度比ｅmは、前
記低速側の機械式伝動系ａの伝動端と、高速側の機械式
伝動系ｂの伝動端との速度が等しくなった状態における
速度比に対応している。そして、この低速モードでは、
前記差動機構４の第１の入出力端１と第２の入出力端２
との間を通過する低速側の機械式伝動系ａを介して入力
側と出力側とが直結され、入力された動力の一部がこの
機械式伝動系ａを通して出力軸18に直接に伝達される。

このとき、前記一方の流体ポンプ／モータ７はモータ
として機能とし、前記他方の流体ポンプ／モータ８はポ
ンプといて働く。すなわち、前記差動機構４の第３の入
出力端３の回転力が前記両ポンプ／モータ７、８間に形
成される流体伝動系Ａを通して前記出力軸18に伝えられ
る。そして、この低速モードにおいては、第２図に示す
ように、前記他方の流体ポンプ／モータ８の押し除け容
積を増加させていき、その押し除け容積が最大になった
後は、前記一方の流体ポンプ／モータ７の押し除け容積
を漸次減少させていくことによって、前記入力軸25の回
転に対する前記出力軸18の回転速度が増大していくこと
になる。

前記流体ポンプ／モータ７、８の押し除け容積の制御
は、後述する発進領域での例外を除き、次のように行
う。すなわち、スロットル操作量に対応する目標回転速
度SD｛＝ｆ（Thr）｝と、回転速度センサ56により検出
される実際のエンジン20の回転速度SEとが等しくなるよ
うに、アクチュエータ43、44に作動指令信号ｒ、ｓを出
力する。なお、前記目標回転速度SDは、例えば、各スロ
ットル操作量に対応した最も燃費の良好となるエンジン
の回転速度に対応させてあり、予め実験等により決定し
た上で、メモリ53にテーブル化して記憶させてある（第
３図参照）。したがって、各運転状態における目標回転
速度SDは、センサ60から逐次入力されてスロット操作量
に基づいて選定される。このような低速モードにおい
て、速度比が中間設定速度比ｅmに達し、低速側クラッ
チ14と高速側クラッチ15との回転速度が等しくなった時
点で、高速側のクラッチ15を接続し、しかる後に低速側
のクラッチ14を解除して、高速モードに移行する。

この高速モードでは、前記差動機構４の第１の入出力
端１と第３の入出力端３との間を通過する機械式伝動系
ｂが形成され、入力された動力の一部がこの機械式伝動
系ｂを通して出力軸に直接に伝達される。このとき、前
記一方の流体ポンプ／モータ７はポンプとして機能し、
前記他方の流体ポンプ／モータ８はモータとして働く。
すなわち、前記差動機構４の第２の入出力端２の回転力
が前記一方の流体ポンプ／ポンプ７と他方の流体ポンプ
／モータ８との間に形成される流体伝動系Ｂを通して前
記出力軸18に伝えられる。そして、前記一方の流体ポン
プ／モータ７の押し除け容積を漸次増大させ、その押し
除け容積が最大になった後は他方の流体ポンプ／モータ
の押し除け容積を漸減させていくことにより、前記入力
軸25に対する前記出力軸18の回転速度が増加していくこ
とになる。

そして、この場合の液体ポンプ／モータ７、８に押し
除け容積の制御も、スロットル操作量に対応する目標回
転速度SDと、回転速度センサ56により検出される実際の
エンジンの回転速度SEとが等しくなるようにアクチュエ
ータ43、44に差動指令信号を出力することにより行う。

なお、高速モードと低速モードとの切換制御は、前述
した速度比や低速側クラッチ14と高速側クラッチ15との
速度差、並びに、目標回転速度SDと実際のエンジン回転
速度SEとの差等に基づき行えばよい。

一方、アクセル操作量が一定値Acc₀以下の発進領域に
おいては、第５図に示すような制御が行われる。まず、
ステップ101では、クリープ度設定ノブ61により設定さ
れた所望の一定圧力Ｐを読み込む。しかる後に、ステッ
プ102で、液圧回路31、32間の差圧から前記一定圧力Ｐ
を差し引いた値が、前記差圧リミットカーブＬにより規
定される上限値ｆ（Acc）を上回っているか否かを判断
し、上回っておればステップ103へ進み、上回っていな
ければステップ104へ進む。ステップ103では、前記液圧
回路31、32間の差圧から所望の一定圧力Ｐを差し引いた
値が前記上限値ｆ（Acc）に等しくなるように、流体ポ
ンプ／モータ８の押し除け容積を制御して変速比を調節
する。一方、ステップ104では、実際のエンジン回転速
度SEがスロットル操作量に対応した目標回転速度SDに等
しくなるように流体ポンプ／モータ８の押し除け容積を
制御して変速比を調節する。そして、以上の手順を一定
時間間隔で繰り返し実行する。

このような構成のものであれば、低速モードにおける
アクセル操作量が一定値Acc₀以下の領域においては、液
圧ポンプ／モータ７、８の出入り口間の差圧、すなわ
ち、液圧回路31、32間差圧から所望の一定圧力Ｐを差し
引いた値が、差圧リミットカーブＬを上まわろうとす
る、アイクロコンピュータ51からアクチュエータ44に信
号が出力されて、その差圧上昇を阻止するように流体ポ
ンプ／モータ８の押し徐け容積が制御される。そのた
め、クリープ度設定ノブ61の操作により所望の値Ｐを設
定しておけば、アイドリング時に前記差圧が、設定した
所望の一定圧力Ｐにまで上昇することが許容され、ブレ
ーキを解除すればクリープ発進することになるが、その
クリープ発進は、アイドル回転速度の上昇により強くな
るようなことはない。すなわち、前記差圧は前記差圧リ
ミットカーブＬを所望の一定値Ｐだけ上方へ平行移動し
た仮想の差圧リミットカーブＭにより規定されるため、
アイドル回転速度の高低にかかわらず、設定した所望強
さのクリープ発進が可能となる。なお、前記一定値Ｐを
零に設定すれば、アイドリング時に前記差圧が車両走行
可能な値にまで上昇するのを阻止されため、アイドル回
転速度がどのように変化しても、車両のクリープ発進は
起こらない。

なお、アイドリング状態から、アクセル操作量を増大
させてゆけば、前記差圧リミットカーブＬ（Ｍ）による
規制される差圧まで変速比が制御させることになるた
め、その差圧リミットカーブＬ（Ｍ）を右上がりものに
しておきさえすれば、アクセル操作量に応じた発進が可
能となる。

このような発進時においても、液圧回路31、32間の差
圧が差圧リミットカーブＭに達しない場合、換言すれ
ば、前記差圧から所望の一定圧力Ｐを差し引いた値が差
圧リミットカーブＬに達しない場合には、実際のエンジ
ン回転速度SEが目標回転速度SDに収束するように制御さ
れる。

低速モードを脱した場合には、実際のエンジン回転速
度SEが目標回転速度SDに収束するように、その変速比が
逐次制御されることになる。

なお、以上説明した実施例では、無段変速機として、
いわゆるHMT方式のものを使用しているが、本発明は必
ずしもこのようなものに限定されるものではなく、例え
ば、HST方式の無段変速機を使用したものにも同様に適
用が可能である。

［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成であるから、運転者の意
思に正確に対応させてクリープの有無およびその強度を
設定することができ、アイドリング回転速度の変化等に
よって意に反するクリープ発進を招いたり、その強さが
不当に変化するようなことのない無段変速機の制御装置
を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はシステム説明
図、第２図はモードの切換態様を示す説明図、第３図お
よび第４図は制御の設定条件を示す説明図、第５図は制
御の内容を概略的に示すフローチャート図である。 ７……流体ポンプ／モータ ８……流体ポンプ／モータ 18……出力軸、20……エンジン 20a……エンジン燃料操作端（スロットル） 25……入力軸 31、32……液圧回路 51……コンピュータ（変速制御手段、記憶手段、補助変
速制御手段） 57……差圧センサ（差圧検出手段） 58……アクセル Ｌ……差圧リミットカーブ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液圧ポンプ／モータの押し除け容積を変化
   させて変速比を無段階に調節し得るように構成された無
   段変速機を制御する制御装置であっても、その入力側に
   接続されたエンジンの回転速度がエンジン燃料操作端の
   操作量に対応させて予め定めた目標回転速度に近付く方
   向に前記無段変速機の変速比を制御する変速制御手段
   と、前記液圧ポンプ／モータの出入口間の差圧を検出す
   る差圧検出手段と、各アクセル操作量に対する差圧の上
   限値を規定する差圧リミットカーブに関するデータを記
   憶させた記憶手段と、所定の発進領域で前記変速制御手
   段による制御に優先させて前記差圧検出手段により検出
   される差圧から所望の一定圧力を差し引いたものが差圧
   リミットカーブを上回らないように前記変速比を制御す
   る補助変速比制御手段とを具備してなることを特徴とす
   る無段変速機の制御装置。