JP2707550B2 - 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、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適正に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、冷寒時等におい
てエンジンをアイドルアップしたような場合に、車両が
不当に自動発進してしまうという問題が生じる。すなわ
ち、アクセルを解放している際に、アイドルアップによ
り実際のエンジン回転速度が上昇すると、そのエンジン
回転速度を目標回転速度に合致させるために、エンジン
に対する負荷を増大させる方向に無段変速装置の変速比
が制御されることになる。その結果、ブレーキを解放す
ると車両が意に反して自動発進してしまうことになる。 本発明は、このような不具合を解消することを目的と
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
するものであって、その入力側に接続されたエンジンの
回転速度がスロットル操作量に対応させて予め定めた目
標エンジン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
トカーブを記憶させた記憶手段と、アクセル操作量が一
定値以下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］ 例えば寒冷時の、エンジンの運転開始時に、エンジン
回転速度が、高い値にアイドルアップ制御されたような
場合には、実際のエンジン回転速度と目標回転速度との
関係で、変速比がエンジン負荷を増加させる方向に制御
されて、車両が自発的に発進してしまうという危険性が
ある。 しかし、このような構成のものであれば、自発的発進
の際の差圧上昇を感知し、補助変速比制御手段の働きに
より、その差圧が予め記憶手段に格納してある差圧リミ
ットカーブを上まわらないように優先的に変速比が制御
されるため、アクセル操作量が零であれば車両の自発的
発進が防止される。 この状態から、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も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、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作動機構４と、この作動機構４
の第２の入出力端２にギャ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をギャ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、前記センターボス
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１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センサ59からの信号ｈおよびスロッ
トルポジションセンサ60からの信号ｋ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4
3、44への信号ｒ、ｓが出力されるようになっている。 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（アクセル操作量
が例えば3/8以下の領域）における各アクセル操作量に
対する差圧の上限値を規定するものである。なお、P
_Rは、液圧回路31、32間に設けたリリーフ弁（図示せ
ず）のリリーフ設定圧である。 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に基づい
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
として機能し、前記他方の流体ポンプ／モータ８はポン
プとして働く。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から逐次入力されるスロットル操作量
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８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、この場合の流体ポンプ／モータ７、８の押し
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に作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との差等に基づき適宜行えばよい。 一方、アクセル操作量が一定値以下の発進領域、すな
わち、例えば全操作量の3/8以下の操作量となる運転領
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、差圧センサ57から入力される差圧
と、その時点におけるアクセル操作量に対応する差圧リ
ミットカーブＬにより規定される上限値ｆ（Acc）とを
比較し、前者が後者以上の値を示す場合には、ステップ
102に進み、前者が後者よりも小さい場合には、ステッ
プ103に移行する。ステップ102では、前記液圧回路31、
32間の差圧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）に等しくなるように、押し除け容積
調節用のアクチュエータ44に指令信号ｓを出力する。一
方、ステップ103に進んだ場合には、回転速度センサ56
により検出される実際のエンジン回転速度SEが、その時
点のアクセル操作量に対応して選定される目標回転速度
SDに等しくなるように、押し除け容積調節用のアクチュ
エータ44に指令信号ｓを出力する。そして、以上の手順
を一定時間間隔で繰り返し実行する。 しかして、この実施例においては、スロットル操作量
が零の場合の目標回転速度ｆ（Thr）_０が、ウォームア
ップ後のアイドル回転速度よりも若干低めに設定してあ
るので、実際のエンジン回転速度SEを目標回転速度SDに
収束させる制御のみを行なうと、常に自発的に発進しよ
うとする。ところが、このような制御が開始されると、
液圧回路31、32間の差圧が上昇し、その差圧が差圧リミ
ットカーブＬにより規定される上限値ｆ（Acc）を上回
ろうとする。ところが、そのような事態になると、通常
の押し除け容積の制御に優先させて、補助的な制御がな
される（ステップ101→ステップ102）。すなわち、この
補助的な制御では、前記差圧センサ57により検出される
差圧がアクセル操作量に応じて選定される上限値ｆ（Ac
c）と等しくなるように、流体ポンプ／モータ８の押し
除け容積を調節する。そのため、エンジンの回転速度SE
が目標回転速度SDを越えて上昇しても、エンジン負荷を
増大させる方向に変速比が制御されることがない。その
ため、前記差圧リミットカーブＬを予め適正に設定して
おけば、通常の場合は勿論、アイドルアップ時において
も車両が自動発進することがない。 この状態から、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Ｌ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。 このような発進領域においても、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。 アクセル操作量が3/8を上回って、発進領域を脱した
場合には、前記液圧回路31、32間の差圧がリリーフバル
ブ（図示せず）のリリーフ設定圧P_Rに達しない限りは、
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、発進性能を
犠牲にすることなく、アイドリング時の不当な自動発進
を防止することができる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 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 59……アクセルセンサ 60……スロットルセンサ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 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、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エンジン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を記憶させた記憶手段
   と、アクセル操作量が一定値以下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無段変速機の制御装置。