JP2840233B2 - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両に装備される無
段変速機の変速制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の車両用無段変速機では高速走行
時において変速比が自動的に高変速比側に設定されるた
め、所謂エンジンブレーキの効果が得られにくいという
特性がある。特に、下り勾配路では重力に影響されて殆
どエンジンブレーキが働かず、逆に加速される場合も生
じ得る。従来では、エンジンブレーキに対する要求があ
るときに、上記無段変速機を手動操作によって低変速比
側に変更することで対処するのが通例であった。

【０００３】なお、例えば、特開昭６０−２６３７５７
号公報には、この種の車両用無段変速機において、走行
時における車両の加減速度を検出し、その検出値を予め
設定してある基準加減速度と比較して目標機関回転速度
を修正することにより、変速比の制御を行う構成が開示
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の自動車用無段変速機においてエンジンブレーキを働か
せるためとはいえ変速比を手動によって変更すること
は、無段変速機のイージードライブ性を向上させる上で
技術課題となる。

【０００５】ところで、エンジンブレーキに関するドラ
イバー側の一般的な心理としては、同じエンジンブレー
キを働かせるにしても、例えば平坦路においては微減速
を要求していることが多く、また下り勾配路においては
加速走行を防止できるだけのエンジンブレーキが期待で
きればよいという考え方が強い。つまり、車両の走行速
度が同じであっても、路面勾配に応じてエンジンブレー
キに対する要求が全く異なっているのである。

【０００６】なお、上記公報に記載された従来技術で
は、変速比の制御用パラメータとして路面勾配を利用し
ていないため、路面勾配に応じたエンジンブレーキ特性
を得るというドライバー側からの要求について充分に応
えることができるものではない。

【０００７】本発明は車両用無段変速機における上記の
実情に対処するもので、路面勾配に応じて適切なエンジ
ンブレーキ制御を行うことのできる無段変速機の制御装
置を実現することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、以下のように構成したことを特徴とす
る。

【０００９】すなわち、本発明における無段変速機の制
御装置は、図１に示すように、エンジンブレーキ時に所
定の減速度の目標値が得られるように変速比を制御する
変速比制御手段Ａと、路面勾配を検出する路面勾配検出
手段Ｂと、この検出手段Ｂによって得られた路面勾配に
基づいて上記減速度の目標値を変更する減速度変更手段
Ｃとから構成される。

【００１０】上記の構成によれば、エンジンブレーキ時
に路面勾配検出手段Ｂによって検出された路面勾配に基
づいて減速度の目標値が減速度変更手段Ｃによって変更
され、これを受けた変速比制御手段Ａが、例えば平坦路
では微減速状態となるように、また下り勾配路では加速
状態とならないように変速比の制御を行うことから、路
面勾配に応じた適切なエンジンブレーキ特性が実現され
ることになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００１２】図２に示すように、本実施の形態に係る自
動車用の無段変速機１は、エンジン２の出力軸３に連結
されたトルクコンバータ４と、このトルクコンバータ４
の出力側に配置された前進後退切換機構５と、油圧力に
よって変速比が無段階に変化するベルト式無段変速機構
６と、このベルト式無段変速機構６のセカンダリ軸７か
ら出力される回転動力を減速させて差動機構８へ伝達す
る歯車式減速機構９とを備えている。なお、差動機構８
には左右一対の車軸１０，１０が連結されている。

【００１３】先ずトルクコンバータ４について説明する
と、トルクコンバータ４のハウジング１１の内部には、
このハウジング１１の一側部に設けられてエンジン出力
軸３と一体回転するポンプ１２と、同じくハウジング１
１の中間部において上記ポンプ１２に相対向配置された
回転自在のタービン１３と、このタービン１３とポンプ
１２との間に介設されてトルク増大作用を行うステータ
１４と、上記タービン１３の背面側に配置されたロック
アップピストン１５とが備えられている。上記のタービ
ン１３にはトルクコンバータ４における出力軸としての
タービン軸１６が一体回転するよう固定されるととも
に、このタービン軸１６に上記ロックアップピストン１
５がスライド可能に取り付けられている。また、ステー
タ１４はワンウェイクラッチ１７及びステータ軸１８を
介してミッションケース壁１９によって支持されてい
る。

【００１４】そして、上記のハウジング１１の内部はロ
ックアップピストン１５によってコンバータ室２０とロ
ックアップ室２１とに区画されており、一方のロックア
ップ室２１の作動油圧を解放すれば、他方のコンバータ
室２０に充填された作動油の圧力によってロックアップ
ピストン１５が押されてハウジング内壁１１ａに締結
し、これによりトルクコンバータ４がロックアップする
ことになる。一方、逆にロックアップ室２１の作動油圧
を昇圧すれば、ロックアップピストン１５が上記ハウジ
ング内壁１１ａから離反し、トルクコンバータ４のロッ
クアップが解除される。つまり、ロックアップピストン
１５及びロックアップ室２１とによりロックアップクラ
ッチ２２が基本的に構成されることになる。

【００１５】以上のような構造をしたトルクコンバータ
４とベルト式無段変速機構６との間に設置される前進後
退切換機構５は次のような構成とされている。すなわ
ち、上記タービン軸１６と一体回転するキャリヤ２３に
は、外側のリングギヤ２４に噛合する第１ピニオンギヤ
２５と、内側のサンギヤ２６に噛合する第２ピニオンギ
ヤ２７とが設けられている。そして、リングギヤ２４と
内側のキャリヤ２３との間には、両者を断接する油圧多
板式の前進用クラッチ２８が配設されるとともに、同じ
くリングギヤ２４と外側のミッションケース壁１９との
間にも、同じく両者を断接する油圧多板式の後退用ブレ
ーキ２９が配設されている。なお、上記サンギヤ２６は
ベルト式無段変速機構６における入力用のプライマリ軸
３０と一体回転するようになっている。

【００１６】すなわち、このような前進後退切換機構５
の構成において、後退用ブレーキ２９を解放し、かつ前
進用クラッチ２８を締結した状態では、リングギヤ２４
とキャリヤ２３とが一体化されるとともに、リングギヤ
２４がミッションケース壁１９に対して相対回転可能と
なるため、上記タービン軸１６の回転が同方向回転状
態、すなわち前進状態で上記サンギヤ２６を介してベル
ト式無段変速機構６のプライマリ軸３０へ出力される。
一方、後退用ブレーキ２９を締結し、かつ前進用クラッ
チ２８を解放した状態では、リングギヤ２４がミッショ
ンケース壁１９に固定されるとともに、このリングギヤ
２４に対してキャリヤ２３が相対回転自在となるため、
タービン軸１６の回転が第１ピニオンギヤ２５及び第２
ピニオンギヤ２７を介して反転した状態、すなわち後進
状態で同じくベルト式無段変速機構６のプライマリ軸３
０へ出力されることになる。

【００１７】そして、前進後退切換機構５を介してエン
ジン出力が伝達されるベルト式無段変速機構６は、上記
プライマリ軸３０に備えられた有効ピッチ径可変のプラ
イマリプーリ３１と、同じく上記セカンダリ軸７に備え
られた有効ピッチ径可変のセカンダリプーリ３２と、両
者間に巻き掛けられた無端ベルト３３とで構成される。

【００１８】一方のプライマリプーリ３１は、プライマ
リ軸３０に固定された固定円錐板３１ａと、プライマリ
軸３０にスライド可能に嵌合された可動円錐板３１ｂと
を両者間にＶ溝３４₁が形成されるように対向配置され
た構成とされ、可動円錐板３１ｂを固定円錐板３１ａに
向けて接近させた状態では有効ピッチ径が大きくなり、
逆に可動円錐板３１ｂを固定円錐板３１ａから遠ざけた
状態では有効ピッチ径が小さくなる。また、他方のセカ
ンダリプーリ３２も、セカンダリ軸７に固定された固定
円錐板３２ａと、セカンダリ軸７にスライド可能に嵌合
された可動円錐板３２ｂとを両者間にＶ溝３４₂が形成
されるように対向配置した構成とされ、この場合におい
ても可動円錐板３２ｂを固定円錐板３２ａに接近させた
状態では有効ピッチ径が大きくなり、可動円錐板３２ｂ
を固定円錐板３２ａから遠ざけた状態では有効ピッチ径
が小さくなる。そして、プライマリプーリ３１及びセカ
ンダリプーリ３２における可動円錐板３１ｂ，３２ｂの
背部には、これらの可動円錐板３１ｂ，３２ｂをスライ
ドさせるためのプライマリ油室３５及びセカンダリ油室
３６が各々設けられている。

【００１９】次に、このような構成をした無段変速機１
の制御システムについて説明する。

【００２０】図３に示すように、コントローラ３７によ
って電気的に制御される油圧制御バルブユニット３８に
は、油圧ポンプ３９によって発生した高圧の作動油が供
給される。なお、この油圧ポンプ３９はエンジン２によ
って駆動されるようになっている。

【００２１】そして、ベルト式無段変速機構６のプライ
マリプーリ３１及びセカンダリプーリ３２と、トルクコ
ンバータ４のロックアップクラッチ２２と、前進後退切
換機構５の前進用クラッチ２８及び後退用ブレーキ２９
とには、上記のコントローラ３７によって互いに独立し
て制御される作動油圧が油圧制御バルブユニット３８を
介して供給されるようになっている。

【００２２】例えばベルト式無段変速機構６についてみ
ると、プライマリプーリ３１におけるプライマリ油室３
５に上記油圧制御バルブユニット３８を介して作動油が
導入されたときには、プライマリプーリ３１の有効ピッ
チ径が大きくなるとともに、これに伴ってセカンダリプ
ーリ３２の有効ピッチ径が小さくなって変速比が増速方
向に変化する。逆に、プライマリ油室３５から作動油を
排出すれば、プライマリプーリ３１の有効ピッチ径が小
さくなるとともに、それに伴ってセカンダリプーリ３２
の有効ピッチ径が小さくなって変速比が減速方向に変化
する。また、セカンダリプーリ３２におけるセカンダリ
油室３６には、伝達トルクに応じて無端ベルト３３の張
力を常時適切に保持するように調整された作動油が上記
油圧制御バルブユニット３８から供給されるようになっ
ている。

【００２３】そして、コントローラ３７には、車体の走
行速度を検出する車速センサ４０、エンジン回転数を検
出するエンジン回転数センサ４１、エンジン２のスロッ
トルバルブ（図示せず）の開度を検出するスロットル開
度センサ４２、車速の進行方向に沿った加速度を検出す
る加速度センサ４３、図示しないフットブレーキの踏込
動作を検出するフットブレーキスイッチ４４及び路面勾
配を検出する傾斜センサ４５からの信号が各々入力され
るようになっている。

【００２４】図４は傾斜センサ４５の１例を示してい
る。すなわち、常温下で液体状の水銀４６と不活性ガス
とが封入された密閉容器４７の内部に、例えば電気抵抗
率が一様な抵抗性素材からなる抵抗素子４８が上下方向
に配設されており、この抵抗素子４８の上部接続端子４
９が密閉容器４７の上壁部を貫通して外部へ露出してい
る。また、上記抵抗素子４８の下部接続端子５０も密閉
容器４７の下壁部を貫通して外部へ露出している。そし
て、測定用直流電源５１の＋極が上記抵抗素子４８の上
部接続端子４９に接続されるとともに、同じく測定用直
流電源５１の−極がボディアースされている。一方、抵
抗素子４８の上記下部接続端子５０には、一端側がボデ
ィアースされた出力抵抗５２が接続線５３を介して接続
されている。なお、一端側が接続線５３に接続された極
低抵抗の線材５４が上記密閉容器４７の下壁部を貫通し
ており、この線材５４の他端が密閉容器４７の低部に貯
溜された水銀４６中に浸漬している。また、上記接続線
５３における出力抵抗５２の近傍位置には、この出力抵
抗５２における電圧変化を取り出すための出力端子５５
が設けられている。

【００２５】このような傾斜センサ４５の構成におい
て、密閉容器４７が仮に図の反時計まわりの方向に回動
したとすると、この密閉容器４７の内部の水銀４６の液
面が、図の２点鎖線で示すように密閉容器４７に対して
相対的に前上がりの状態に傾斜し、これにより上記抵抗
素子４８の一部が水銀４６中に浸漬することになる。そ
の際、上記測定用直流電源５１から供給された直流電流
が、上記抵抗素子４８の途中から、より電気抵抗の低い
水銀４６を経由して上記線材５４へ流れることにより、
回路を巡る電流値が水平状態よりも相対的に大きくなっ
て、その分上記出力抵抗５２に生じる逆起電力の値が大
きくなる。つまり、上記密閉容器４７が水平状態から前
下がりに傾斜すればするほど、大きな電位差が出力抵抗
５２に生じることになって、その電位差が傾斜信号とし
て出力端子５５から出力されることになるのである。

【００２６】次に、本実施の形態の作用を走行時におけ
るコントローラ３７の処理動作を示す図５のフローチャ
ートに従って説明する。

【００２７】すなわち、コントローラ３７は先ずステッ
プＳ １において、車速信号、エンジン回転数信号、スロ
ットル開度信号、加速度信号、ブレーキ信号及び傾斜信
号の読取処理を行った上で、ステップＳ ２で車速信号に
基づいて車速ｖが２０（ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを
判断する。その際、車速ｖが２０（ｋｍ／ｈ）以上であ
るとの判定結果が得られれば、コントローラ３７は次に
ステップＳ ３でスロットル開度信号に基づいてスロット
ルバルブが全閉状態であるか否かを判断し、スロットル
全閉であると判断するとステップＳ ４でフットブレーキ
スイッチ４４からのブレーキ信号に基づいてフットブレ
ーキが踏込操作されているか否かの判断を行う。なお、
フットブレーキスイッチ４４はフットブレーキが所定の
踏込量を越えて踏込操作されたときブレーキ信号を出力
するようになっている。

【００２８】そして、コントローラ３７はステップＳ ４
の結果からブレーキング状態ではないことを確認する
と、先ずステップＳ ５で傾斜センサ４５からの傾斜信号
に基づいて平坦路を走行しているか否かの判断を行う。
平坦路を走行していると判断すると、コントローラ３７
はステップＳ ６を実行して加速度ａが−０．１（Ｇ）よ
り大きいか否かの判断を行い、ＹＥＳと判断するとステ
ップＳ ７で所定のシフトダウン制御を実行してリターン
する。このシフトダウン制御では、上記ベルト式無段変
速機構６におけるプライマリ油室３５及びセカンダリ油
室３６の作動油圧が、油圧制御バルブユニット３８での
作動油の給排制御によって低変速比側に操作され、これ
によりセカンダリ軸７の回転数が低下してエンジンブレ
ーキが働いた状態になる。一方、コントローラ３７は上
記ステップＳ ６でＮＯと判断すると、ステップＳ ７を実
行せずにリターンする。この結果、平坦路では加速度ａ
が−０．１（Ｇ）、つまり減速度が０．１（Ｇ）に収束
して微減速状態となる。

【００２９】次に、コントローラ３７は上記ステップＳ
５において平坦路ではないと判断すると、ステップＳ ８
で同じく傾斜センサ４５からの傾斜信号に基づいて下り
坂か否かの判断を行う。下り坂であると判断すると、コ
ントローラ３７はステップＳ ９を実行して、加速度ａが
０（Ｇ）より大きいか否かの判断を行い、ＹＥＳと判断
するとステップＳ １０で所定のシフトダウン制御を実行
してリターンする。一方、コントローラ３７は上記ステ
ップＳ ９でＮＯと判断すると、ステップＳ １０を実行し
ないでリターンする。この結果、下り坂では加速度ａが
±０（Ｇ）、つまり減速度も±０（Ｇ）に収束して加速
走行状態になることがない。

【００３０】このようにして、平坦路と下り勾配路では
目標減速度が異なることから、路面勾配に応じたエンジ
ンブレーキ特性が得られることになる。

【００３１】そして、コントローラ３７はステップＳ
５，Ｓ ８を実行した結果、平坦路でも下り坂でもないと
判断すると、ステップＳ １１を実行して通常の変速比制
御を行った後リターンする。

【００３２】また、コントローラ３７は上記ステップＳ
４においてブレーキング状態であると判断すると、ステ
ップＳ １２を実行して所定のシフトダウン制御を行った
後リターンする。この結果、車体にはフットブレーキの
動作による制動力に加えてエンジンブレーキも働いて、
車速ｖが急速に低下することになる。そして、停止時に
はベルト式無段変速機構６が低変速比状態となってい
る。

【００３３】なお、コントローラ３７は上記ステップＳ
２で車速ｖが２０（ｋｍ／ｈ）未満であると判断したと
きにはステップＳ １１へジャンプするとともに、ステッ
プＳ ３でＮＯと判断したときにもステップＳ １１へジャ
ンプする。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、エンジン
ブレーキ時に路面勾配検出手段によって検出された路面
勾配に基づいて減速度の目標値が減速度変更手段によっ
て変更され、これを受けた変速比制御手段が、例えば平
坦路では微減速状態となるように、また下り勾配路では
加速状態とならないように変速比の制御を行うことか
ら、路面勾配に応じた適切なエンジンブレーキ特性が実
現されて、良好なエンジンブレーキ感をドライバーに与
えることが出来るという効果が得られることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の機能ブロック図である。

【図２】 本発明の実施の形態に係る無段変速機のスケ
ルトン図である。

【図３】 同じく制御システム図である。

【図４】 同じく傾斜センサの一例を示す概略構成図で
ある。

【図５】 同じく走行時にコントローラが実行する処理
動作を示すフローチャート図である。

【符号の説明】

１ 無段変速機 ３７ 変速比制御手段、減速度変更手段（コントロ
ーラ） ４５ 路面勾配検出手段（傾斜センサ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 61/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に装備される無段変速機の変速制御
   装置であって、エンジンブレーキ時に所定の減速度の目
   標値が得られるように変速比を制御する変速比制御手段
   と、路面勾配を検出する路面勾配検出手段と、この検出
   手段によって得られた路面勾配に基づいて上記減速度の
   目標値を変更する減速度変更手段とが備えられているこ
   とを特徴とする無段変速機の変速制御装置。