JP2778042B2 - 自動車用無段変速機の動力伝達装置 - Google Patents

自動車用無段変速機の動力伝達装置

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JP2778042B2 JP63188378A JP18837888A JP2778042B2 JP 2778042 B2 JP2778042 B2 JP 2778042B2 JP 63188378 A JP63188378 A JP 63188378A JP 18837888 A JP18837888 A JP 18837888A JP 2778042 B2 JP2778042 B2 JP 2778042B2
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【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は自動車用無段変速機の動力伝達装置に関す
る。
<従来の技術> エンジンの駆動軸と無段変速機の入力軸との間に発進
クラッチを設けた自動車用無段変速装置がある。無段変
速機としては、ベルト式無段変速機(特開昭59−187118
号公報)、摩擦無段変速機(特公昭57−13221号公報)
等がある。発進クラッチとして、電磁式クラッチ、油圧
式クラッチ等がある。
この種の自動車用無段変速装置に用いる発進クラッチ
の要求性能として、下記(1),(2)がある。
(1)過大負荷トルクが加わった場合には、無段変速機
が損傷しないように、例えばベルトとプーリ間で滑り、
焼付きが発生しないように、発進クラッチ自体が滑れる
こと。
(2)アクセルペダルを踏込んだ場合には、加速ショッ
クを発進クラッチ自体が吸収できること。
上述の要求性能(1)に対し、特開昭59−187118号公
報に開示されているように、エンジンの全運転域につい
て、エンジンの出力トルクより若干高目にクラッチ伝達
トルクを設定したデータマップを記憶しておき、データ
マップに基づいて電磁クラッチのクラッチ伝達トルクを
制御する技術が知られている。
他方、要求性能(2)に対し、トーションスプリング
の選定により改良を計る方法、クラッチの代りに流体継
手を採用する方法が知られている。
<発明が解決しようとする課題> データマップを用いるクラッチ制御の場合、複雑なク
ラッチトルク容量のデータを決定する必要があり、また
細かにマッチングをとる作業が必要であり、データマッ
プの作成が極めて面倒であった。また機種毎に異なるデ
ータマップが必要であり、不便であった。
トーションスプリングの場合、これの選定作業が面倒
であった。
更に、流体継手を用いる場合、トルク伝達の効率が良
くなかった。
本発明は上述した従来技術の不具合を容易に解決でき
る自動車用無段変速機の動力伝達装置を提供することを
目的とする。
<課題を解決するための手段> 本発明による自動車用無段変速機の動力伝達装置は、
エンジンの駆動軸と無段変速機の入力軸との間に動力伝
達装置を設けた自動車用無段変速機において、上記エン
ジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段
と、上記動力伝達装置の出力軸回転速度を検出する出力
軸回転速度検出手段と、上記両検出手段からの出力値に
基づいて上記エンジンの回転速度と動力伝達装置の出力
軸回転速度との回転速度差を検出する回転速度差検出手
段と、上記動力伝達装置の伝達トルク容量を強制的に低
下させるトルク低下手段と、上記動力伝達装置の伝達ト
ルク低減後、上記入出力軸の回転速度差を予め設定され
た所定値と比較する比較手段と、同比較手段からの出力
値に基づいて上記動力伝達装置の伝達トルクをフィード
バック制御するフィードバック制御手段と、を備えたこ
とを特徴とする。
<作用> 発進クラッチを動力伝達装置の例に挙げれば、差回転
が完全に0rpmであると、クラッチ伝達トルク容量(クラ
ッチ伝達トルク/エンジン出力トルク)が1.0以上のい
かなる値でもとり得ることになり、発進クラッチは滑ら
ず、過大負荷トルクによる無段変速機の損傷防止、加速
ショックの吸収ができない。
これに対し、上記構成によれば、動力伝達装置の伝達
トルク容量を強制的に低下させることで差回転を発生さ
せ、その差回転が所定範囲内となるように、動力伝達装
置の伝達トルクをフィードバック制御することができ、
回転速度の検出精度が悪くても所望の差回転(例えば0r
pmから5rpm位以下という0rpm近傍)に収束させることが
でき、フィードバック制御が精確になる。従って、クラ
ッチ伝達トルク容量が1.0に近い状態で発進クラッチが
わずかに滑るから、過大負荷トルクが加わっても無段変
速機を損傷させず、また加速ショックを吸収でき、しか
も効率が極めて良い。
<実施例> 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。第
1図は本発明を適用した自動車用無段変速機の動力伝達
装置の一実施例を示す構成図、第2図はクラッチ制御の
フローチャート、第3図はクラッチデューティDとクラ
ッチ圧の関係を示すグラフ、第4図は差回転(NE−NT
とフィードバックゲインの関係を示すグラフである。
第1図において、エンジン1の駆動軸2は油圧式発進
クラッチ3のフライホイール4に連結されており、油圧
によりフライホイール4と摩擦係合されるクラッチディ
スク5の出力軸6が前後進切換用のシンクロ機構7に接
続されている。シンクロ機構7は図示省略の運転室に配
設されたセレクトレバーにより直接または油圧アクチュ
エータ等を介して間接的に作動される。シンクロ機構7
の出側はベルト式無段変速機8の入力軸9に連結されて
いる。
この入力軸9には無段変速機8のドライブ側プーリ10
の一方のディスク10aが一体的に取付けられ、これと対
をなす他方のディスク10bが油圧によりディスク10aに対
し接近離反可能に設けられている。油圧室11にディスク
10bを移動させるため油圧が供給される。また、無段変
速機8のドリブン側プーリ12の一方のディスク12aが出
力軸13に一体的に取付けられ、これと対をなす他方のデ
ィスク12bが油圧によりディスク12aに対し接近離反可能
に取付けられている。油圧室14にディスク12bを移動さ
せるため油圧が供給される。
これら2つのプーリ10,12間にベルト15が巻き掛けら
れており、各プーリ10,12におけるディスク間距離を変
えてプーリ10,12とベルト15の噛合い半径を変えること
によって、或る範囲での無段階の変速がなされる。この
無段変速機8では、ドライブ側プーリ10のベルト15への
押付力(油圧)を変えることによって変速比を制御し、
ドリブン側プーリ12のベルト15への押付力(油圧)を変
えることによって伝達トルクを制御するようにしてい
る。これらの制御を、コンピュータ21からの制御指令信
号に基づいて油圧制御装置20が行う。
無段変速機8の出力軸13には減速機16が連結されてお
り、減速機16にデファレンシャルギヤ17が連結されてい
る。また、オイルポンプ18がエンジン1の駆動軸2に連
結されている。
油圧制御装置19は発進クラッチ3の作動を、コンピュ
ータ21の制御指令信号に基づいて制御する。
コンピュータ21には、発進クラッチ3の出力軸6の回
転数NT(rpm)を検出する回転数検出器22の出力が与え
られ、またエンジン1の回転数NE(rpm)を検出する回
転数検出器23の出力(例えばイグニションパルス)が与
えられる。また、スロットルポジションセンサー24から
のスロットル開度THの信号、アクセルスイッチ信号、そ
の他、車速信号、水温、油温、レンジ切換等の信号が与
えられる。
油圧制御装置19は図示省略の油圧制御弁と調圧弁を有
し、コンピュータ21からの指令により作動するデューテ
ィソレノイドバルブ(図示省略)によって油圧制御弁を
作動させることにより、オイルポンプ18で発生した油圧
(ライン圧)を調圧後、デューティ制御したクラッチ圧
を発進クラッチ3に与えてクラッチ伝達トルクを変え
る。第3図にデューティD(%)とクラッチ圧との関係
例を示し、デューティDが大きいほどクラッチ伝達トル
クが大きくなる。
そしてコンピュータ21は本発明により、通常のクラッ
チ係合状態において、2つの回転数検出器22,23の検出
出力NE,NTから差回転NE−NT(rpm)を求め、NE−NT
0近傍に収まるように例えば、0rpm及び5rpmという予め
定めた所定値と比較しその比較結果の出力値に基づい
て、 0<NE−NT≦5(rpm) となるように、デューティソレノイドバルブに対する制
御指令であるデューティDを変えてクラッチ伝達トルク
をフィードバック制御する。従ってクラッチ伝達トルク
容量が常に1.0に近い状態で発進クラッチ3がわずかに
滑るから、効率が良く、しかも過大負荷トルクが加わっ
ても無段変速機8のベルト15とプーリ10,12間での滑
り、焼付きがなく、また加速ショックも吸収される。
差回転NE−NTの検出精度が悪い場合には、周期的にク
ラッチ伝達トルク容量を低下させて発進クラッチ3の滑
り出しを確認した上で、再びクラッチ伝達トルク容量を
上げることにより、実質的に差回転を0rpmから5rpm位の
微小差回転に収めるようにしても良い。この場合の具体
的制御例を第2図に基づいて説明する。
第2図において、コンピュータ21はまずエンジン1の
回転数検出器23からの出力例えばイグニションパルスを
読込んでエンジン回転数NEを求め、クラッチ出力軸6の
回転数検出器22からのクラッチ出力軸回転パルスを読込
んでクラッチ出力軸回転数NTを求め、差回転NE−NTを求
める。また、スロットルポジションセンサー24からスロ
ットル開度THを読込む。
次に、コンピュータ21は差回転NE−NTを0rpm近傍に収
めるクラッチ伝達トルクのフィードバック制御を行うか
否かを判定する。本例では、(イ)クラッチ回転数NT
スロットル開度THが半クラッチ状態、坂路停止保持状態
などを除くクラッチ直結域(クラッチ伝達トルク容量が
1.0近傍)であること、(ロ)アクセルスイッチ信号が
アクセル踏込状態を示していること、(ハ)油温信号が
オイルパン油温60℃以上を示していること、(ニ)無段
変速機8に対する制御指令から変速中でないこと、これ
らの条件が成立する場合にフィードバック制御を行うも
のとしている。
上記(イ)〜(ニ)の条件のうち、いずれかが成立し
ない場合は以下のフィードバック制御を行わず、通常知
られている方法による適宜なクラッチ制御を行う。
全条件(イ)〜(ニ)が成立する場合、差回転NE−NT
を或る値N1例えば8rpmと比較し、NE−NT≦8rpmであれば
N1よりも小さい値N2例えば2rpmと比較し、NE−NT≧2rpm
であれば、今回制御のデューティDを前回のデューティ
値と同じにして油圧制御装置19のデューティソレノイド
バルブを駆動し、微小差回転を維持する。
NE−NT<2rpmであれば、今回制御のデューティDを前
回αよりaだけわずかに小さくして発進クラッチ3のト
ルク容量を低下させて滑らせ、差回転を増加または生じ
させる。
NE−NT>8rpmの場合は、N1より大きい値N3例えば17rp
mと比較し、この結果NE−NT≦17rpmであれば、今回制御
のデューティDを前回値よりα1だけわずかに大きくし
て発進クラッチ3のトルク容量を増大させて滑りを減少
させ、差回転を減少させる。
NE−NT>17rpmであれば、今回制御のデューティD
を、α1より大きい値α2だけ前記値よりも大きくして発
進クラッチ3のトルク容量をかなり増大させて滑りを減
少させ、差回転を大幅に減少させる。
この結果、第4図に示すようにフィードバックゲイン
が変化し、差回転の検出精度が悪くても差回転NE−NT
概略2〜8rpmといった0rpm近傍の微小差回転に収まる。
N1,N2,N3,α,α1,α2は予め設定しておく。
ここで、無段変速機8の制御の一例を説明すると次の
ものがある。
クラッチ用油圧制御装置19に対するデューティDは発
進クラッチ3における押付力(クラッチ油圧)を示すも
のであり、従ってクラッチ伝達トルクそのもの、つまり
無段変速機8に入力される実質トルクを表わしている。
そこで変速機用油圧制御装置20の図示省略の油圧制御弁
にもデューティソレノイドバルブを付してデューティ制
御するものとし、油圧制御装置20のデューティソレノイ
ドバルブをクラッチ用油圧制御装置19に対するデューテ
ィDに応じて駆動してドリブン側プーリ12の油圧室14に
供給する油圧を制御する。これにより、ドリブン側プー
リ12のベルト押付力がクラッチ伝達トルクに応じて適切
に制御される。
一方、上述したデューティDと実際の車速とに基づい
てその時の運転状態に最適な目標変速比を求め、また車
速とクラッチ出力軸回転数NTとから実際の変速比を求め
る。これら目標変速比と実変速比の偏差に基づき、ドラ
イブ側プーリ10の油圧室11に供給する油圧をデューティ
制御することによりプーリ10の有効半径を変えて、目標
変速比となるように無段変速機8の変速比を制御する。
上記実施例では発進クラッチ3として油圧式の摩擦ク
ラッチを用いたが、電磁式のもの、例えば磁粉を利用し
た電磁クラッチを用いることもできる。電磁式発進クラ
ッチの場合は、油圧制御の代りに、電磁コイルに流す電
流を制御することにより、差回転NE−NTが0rpm近傍の微
小差回転となるようにクラッチ伝達トルクをフィードバ
ック制御すれば良い。
また、無段変速機はベルト式の他、特公昭57−13221
号公報に開示されているような摩擦式無段変速機であっ
ても良い。
<発明の効果> 本発明によれば動力伝達装置の伝達トルク容量を強制
的に低下させることで差回転を発生させ、その差回転が
所定範囲内となるように、動力伝達装置の伝達トルクを
フィードバック制御することができ、エンジン駆動軸と
動力伝達装置出力軸いずれの回転速度の検出精度が悪く
ても所望も差回転に収束させることができ、フィードバ
ック制御が精確になる。従って、動力伝達装置の伝達ト
ルクがエンジン出力トルクと殆ど同じになるようにフィ
ードバック制御がなされるので、過大負荷トルクに対す
る無段変速機の保護、加速ショックの吸収を行うことが
でき、しかも流体継手式に比べトルク伝達の効率が高
い。また、フィードバック制御を行うので、従来のデー
タマップ方法のような複雑なクラッチトルク容量データ
の決定、マッチング作業が不要であり、またトーション
スプリングの選定作業も不要である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用した自動車用無段変速機の動力伝
達装置の一実施例を示す構成図、第2図はクラッチ制御
のフローチャート、第3図はクラッチデューティDとク
ラッチ圧の関係を示すグラフ、第4図は差回転(NE
NT)とフィードバックゲインの関係を示すグラフであ
る。 図面中、1はエンジン、2はその駆動軸、3は発進クラ
ッチ、8は無段変速機、9はその入力軸、19はクラッチ
用油圧制御装置、21はコンピュータ、22はクラッチ出力
軸の回転数検出器、23はエンジンの回転数検出器であ
る。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F16H 59:42 59:46 63:06 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16D 37/02 B60K 41/14 F16D 48/02,48/06 F16H 61/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンの駆動軸と無段変速機の入力軸と
    の間に動力伝達装置を設けた自動車用無段変速機におい
    て、 上記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検
    出手段と、 上記動力伝達装置の出力軸回転速度を検出する出力軸回
    転速度検出手段と、 上記両検出手段からの出力値に基づいて上記エンジンの
    回転速度と動力伝達装置の出力軸回転速度との回転速度
    差を検出する回転速度差検出手段と、 上記動力伝達装置の伝達トルク容量を強制的に低下させ
    るトルク低下手段と、 上記動力伝達装置の伝達トルク低減後、上記入出力軸の
    回転速度差を予め設定された所定値と比較する比較手段
    と、 同比較手段からの出力値に基づいて上記動力伝達装置の
    伝達トルクをフィードバック制御するフィードバック制
    御手段と、 を備えたことを特徴とする自動車用無段変速機の動力伝
    達装置。
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