JP3209410B2 - 車両用無段変速機の制御装置 - 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、車両用に用いられ
るＶベルト式無段変速機に関し、さらに詳しくは、この
変速機においてベルトに張力を付与するため等を目的と
して加えられるプーリ側圧を制御する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｖベルト式無段変速機は、それぞれプー
リ幅が可変設定可能なドライブおよびドリブンプーリ間
に金属Ｖベルトを巻き掛けて構成され、両プーリのプー
リ幅を可変制御することにより、各プーリにおけるベル
トの巻き付け半径を変化させて無段階な変速比制御を行
うように構成される。このような無段変速機として、各
プーリにプーリ幅を変更させるための油圧シリンダ室
（油圧アクチュエータ）を設け、この油圧シリンダ室に
供給する油圧を制御（すなわち、プーリ側圧を制御）し
て変速制御を行うような構成のものが従来から知られて
いる（例えば、特公平５−６４２５８号公報）。

【０００３】ここで、プーリ側圧は、上記のようにプー
リ幅を可変設定して変速比を変化させるために用いられ
るとともに、ベルトに所定の張力を付与し、ベルトがス
リップすることなく効率の良い動力伝達を行わせるため
にも用いられる。このため、このような無段変速機にお
いては、ドライブおよびドリブンプーリの油圧シリンダ
室内に供給されるプール側圧のうちの低圧となるプーリ
側圧としては、ベルトに所定の張力を付与してスリップ
のない動力伝達を行わせるために必要な油圧が設定さ
れ、高圧となるプーリ側圧によりプーリ幅を変更させて
変速制御を行なわせるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなＶベルト式
無段変速機において、低圧となる方のプーリ側圧、すな
わち、ベルトに所定の張力を付与してスリップのない動
力伝達を行わせるためのプーリ側圧は、伝達されるトル
ク等に対応してスリップが生じないような値に設定さ
れ、しかも燃費等を考慮して必要最小の値が設定されて
いる。しかしながら、このようにベルト式無段変速機を
介して動力伝達が行われてこの変速機を搭載した車両が
走行しているときに、急ブレーキが作動されたような時
に、車速は急速に低下する、すなわち、ブレーキにより
車輪回転が制動されてドリブンプーリ回転が急速に低下
するため、プーリ側圧が不足してベルトがスリップし、
ベルトの磨耗が生じたり、耐久性が低下したりするおそ
れがあるという問題がある。

【０００５】なお、ブレーキが作動されたときからプー
リ側圧を上昇させてベルトのスリップを抑えようとする
ものは従来から知られているが、このような制御ではプ
ーリ側圧の上昇レスポンスが遅れ、側圧が十分に上昇す
る前にベルトのスリップが発生するという問題がある。

【０００６】本発明はこのような問題に鑑みたもので、
走行中にブレーキが作動される前にプーリ側圧を上昇さ
せ、ブレーキ作動時にベルトのスリップが発生するのを
効果的に防止できるような構成の車両用無段変速機の制
御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【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、プーリ幅可変タイプのドライブ
およびドリブンプーリと、これらプーリ間に巻き掛けら
れたベルトと、ドライブプーリにプーリ側圧を付与する
ドライブ側油圧アクチュエータと、ドリブンプーリにプ
ーリ側圧を付与するドリブン側アクチュエータと、ドラ
イブプーリへの入力トルクを検出する入力トルク検出手
段と、ドライブプーリとドリブンプーリの回転速度比を
検出する速度比検出手段と、入力トルク検出手段により
検出された入力トルクおよび速度比検出手段により検出
された回転速度比に基づいて、ドライブ側およびドリブ
ン側アクチュエータに供給する油圧力を制御し、ベルト
の張力（プーリからベルトに加えられる側圧）を制御す
る油圧制御装置とからなる車両用無段変速機の制御装置
において、車両の速度を検出する車速検出手段と、車両
のブレーキ作動時に車輪のロックを防止させるようにブ
レーキ作動を制御するアンチロックブレーキシステム
と、このアンチロックブレーキシステムの異常状態を検
出する異常検出手段と、原動機の駆動出力の要求レベル
を検出する駆動要求検出手段と、この駆動要求検出手段
により検出された駆動出力の要求レベルが判定しきい値
以下であるときに油圧制御装置により設定される油圧力
を増大補正する補正手段とを備えてこの制御装置が構成
される。さらにこの制御装置において、上記補正手段
は、車速検出手段により検出された車速が低いときには
高いときより大きな補正量を設定し、アンチロックブレ
ーキシステムが異常であると検出されたときには、異常
でない場合より大きな補正量を設定する。

【０００８】なお、原動機は通常はエンジンであり、上
記要求レベルがこのエンジンのスロットル開度に対応
し、駆動要求検出手段はエンジンのスロットル開度を検
出するのが好ましい。

【０００９】このような構成の制御装置の場合には、駆
動出力の要求レベル、すなわち、エンジンスロットル開
度が判定しきい値以下であるときには、プーリ側圧が増
大補正される。ここで、例えば走行中にブレーキペダル
を踏み込む場合には、アクセルペダルから足を離してア
クセルペダルの踏み込みを解除し、その足でブレーキが
踏み込まれる。すなわち、ブレーキペダルを踏む前にア
クセルペダルの踏み込みが解除され、スロットル開度が
ほぼ零となり判断しきい値を下回る。よって、この時点
において補正手段によりプーリ側圧となる油圧力が増大
補正され、この後、ブレーキペダルが踏み込まれる。こ
のため、急ブレーキ作動がなされたような場合でも、ブ
レーキ作動より前にプーリ側圧が増大されており、ベル
トのスリップが生じることがない。

【００１０】ここで車速が高いときでのブレーキ操作に
対する車速の減速率は車速が低いときでのブレーキ操作
に対する車速の減速率より小さいので、本発明において
は、上記補正手段は、車速が低いときには高いときより
大きな補正量を設定するようにしている。

【００１１】本発明の制御装置ではさらに、アンチロッ
クブレーキシステムの異常状態を検出する異常検出手段
を設け、アンチロックブレーキシステムが異常であると
検出されたときには、正常な場合より大きな補正量を設
定するようにしている。アンチロックシステムが正常で
あればたとえ急ブレーキをかけたときでもこのシステム
により車輪がロックしないようにブレーキ作動が制御さ
れ、車輪回転の低下は緩やかとなるが、アンチロックブ
レーキシステムが異常でこれが作動しない場合には、急
ブレーキをかけたときにはブレーキ作動にそのまま対応
して車輪回転は急速に低下する。このため、このような
急速な低下によってもベルトスリップが生じないよう
に、アンチロックブレーキシステムが異常の場合には、
正常の場合より大きな補正量が設定される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態について説明する。まず、図２および図
３に本発明に係る制御装置により制御される車両用Ｖベ
ルト式無段変速機の構成を示している。この無段変速機
は、ハウジング１内にＶベルト式無段変速機構を有して
構成されている。このハウジング１は、左端にエンジン
フライホイールハウジングとの接合面２を有しており、
この接合面２がエンジンフライホイールに接合されるよ
うに変速機がエンジンに取り付けられる。このとき、エ
ンジン出力シャフトＥｓと同軸上に第１軸Ｓ１が位置す
る。なお、以下の説明においては、変速機の回転シャフ
ト、ギヤ等の各回転中心軸を第１軸Ｓ１〜第４軸Ｓ４と
して示すが、これは中心軸線を意味する。

【００１３】このベルト式無段変速機においては、ハウ
ジング１内における第１軸Ｓ１上にトルクコンバータ５
（インペラ５ａ、タービン５ｂおよびステータ５ｃから
なる）および前後進切換機構４を並列に有する。エンジ
ン出力シャフトＥｓはトルクコンバータ５のインペラ５
ａに接続され、トルクコンバータ５のタービン５ｂはタ
ービンシャフト６（これは前後進切換機構４の入力シャ
フトでもある）と繋がる。さらに、このトルクコンバー
タ５は、エンジン出力シャフトＥｓとタービン５ｂとを
直接接続（すなわち、トルクコンバータによる動力伝達
部を迂回して接続）可能なロックアップクラッチ５ｄを
有する。

【００１４】前後進切換機構４は図３に詳しく示すよう
に、ダブルピニオンタイプのプラネタリギヤ列を有し、
そのサンギヤ１３はタービンシャフト６に結合されると
ともにクラッチインナ８に結合され、キャリヤ１１はク
ラッチアウタ７を経て第１シャフト２３に結合される。
リングギヤ１７はタービンシャフト６に相対回転自在に
内周を支持されるとともに、後進ブレーキ１２により、
ブレーキケーシング３へ固定保持可能である。アウタピ
ニオンギヤ１４とインナピニオンギヤ１５は互いに噛合
するとともに、アウタピニオンギヤ１４はリングギヤ１
７の内周に噛合し、インナピニオンギヤ１５はサンギヤ
１３の外周に噛合する。そして前進クラッチ１１および
後進ブレーキ１２を選択的に作動させて、タービンシャ
フト６に対して第１シャフト２３を正転もしくは逆転さ
せることが可能となっている。

【００１５】第１シャフト２３には、これと一体に形成
された固定プーリ半体２１ａと、これに対向するととも
に第１シャフト２３上を軸方向に移動自在に配設された
可動プーリ半体２１ｂとからなるドライブプーリ２１が
配設されている。また、第１軸Ｓ１から所定距離だけ離
れて平行に延びる第２軸Ｓ２上には回転自在に第２シャ
フト２７が配設されており、この第２シャフト２７と一
体に形成された固定プーリ半体２５ａと、これに対向す
るとともに第２シャフト２７上を軸方向に移動自在に配
設された可動プーリ半体２５ｂとからドリブンプーリ２
５が構成されている。

【００１６】ドライブプーリ２１とドリブンプーリ２５
とに金属Ｖベルト２４が巻き掛けられてベルト式動力伝
達装置が構成されており、ドライブプーリ２１の回転が
金属Ｖベルト２４を介してドリブンプーリ２５に伝達さ
れる。このとき、両プーリ２１，２５の可動プーリ２１
ａ，２５ａを移動させてプーリ幅を調整することによ
り、両プーリ２１，２５におけるベルトの巻き掛け半径
を任意に調整することができ、両プーリ２１，２５間で
の変速比を無段階に調整することができる。このような
プーリ幅調整のため（すなわち、可動プーリ２１ａ，２
５ａの移動量調整のため）、ドライブ側油圧シリンダ２
２およびドリブン側油圧シリンダ２６が設けられてい
る。

【００１７】この場合において、両シリンダ２２，２６
に供給される油圧は上記のように減速比制御のためだけ
でなく、プーリ２１，２５からＶベルト２４に作用する
側圧も制御し、Ｖベルト２４がスリップすることなく、
効率よく動力伝達が行われるに必要な側圧が設定され
る。具体的には、両シリンダ２２，２６に供給される油
圧のうち、低圧の油圧がＶベルト２４がスリップするこ
となく動力伝達を行わせるために必要な側圧を付与する
ための油圧であり、高圧の油圧が変速比を調整するため
の油圧である。なお、低圧の油圧、すなわち、Ｖベルト
２４のスリップを起こさせずに動力伝達を行うために必
要なプーリ側圧の設定制御が本発明に係る制御装置によ
り行われ、これについては、後述する。

【００１８】ドリブンプーリ２５の左側（エンジン側）
には第１ギヤ３１が第２シャフト２７に結合して配設さ
れている。第２軸Ｓ２から所定距離離れて平行に延びる
第３軸Ｓ３上には第３シャフト３４が回転自在に配設さ
れ、第３シャフト３４には第２ギヤ３２および第３ギヤ
３３が一体に形成されている。第１ギヤ３１は第２ギヤ
３２と噛合する。また、第３軸Ｓ３から所定距離離れて
平行に延びる第４軸Ｓ４上にはディファレンシャル機構
３６が配設されており、このディファレンシャル機構３
６に結合配設された第４ギヤ３５が第３ギヤ３３と噛合
する。このように、第１〜第４ギヤ３１，３２，３３，
３５により動力伝達ギヤ列３０が構成されており、ドリ
ブンプーリ２５の回転は動力伝達ギヤ列を介してディフ
ァレンシャル機構３６に伝達される。ディファレンシャ
ル機構３６には左右のアクスルシャフト３７，３８が繋
がっており、ディファレンシャル機構３６に伝達された
動力はここで分割されて左右のアクスルシャフト３７，
３８を介して左右の車輪（図示せず）に伝達される。

【００１９】なお、以上の構成の無段変速機において、
前後進切換機構４のケーシングの回転からドライブプー
リ２１の回転を検出する入力回転センサ５１と、第２シ
ャフト２７に固定されたセンシングギヤ５５の回転から
ドリブンプーリ２５の回転を検出する出力回転センサ５
２とが図示のように設けられている。

【００２０】次に、以上のように構成された無段変速機
において、ドライブ側およびドリブン側油圧シリンダ２
２，２６に供給される油圧制御（すなわち、プーリ側圧
制御）装置について、図１を参照して説明する。これら
両油圧シリンダ２２，２６にはそれぞれ油路７５，７６
を介して制御バルブ７０が繋がり、油圧ポンプ７１から
の作動油の供給制御が制御バルブ７０により行われる。
なお、両油圧シリンダ２２，２６がそれぞれ、ドライブ
側およびドリブン側油圧アクチュエータに対応する。

【００２１】この制御バルブ７０の作動は、コントロー
ラ６０からの制御信号により制御される。コントローラ
６０には、入力回転センサ５１により検出された入力回
転数（ドライブプーリ回転数）ＮＩ、出力回転センサ５
２により検出された出力回転数（ドリブンプーリ回転
数）ＮＯ、エンジン回転センサ６１により検出されたエ
ンジン回転数ＮＥ、吸気負圧センサ６２により検出され
たエンジン吸気負圧ＰＢ、スロットル開度センサ６３に
より検出されたスロットル開度ＴＨ、アンチロックブレ
ーキシステムＡＢＳの異常の有無を検出するＡＢＳ異常
検出器６５からの信号が入力され、これら検出信号に基
づいて制御バルブ７０の作動を制御する。コントローラ
６０は油圧制御装置に対応する。

【００２２】このようにしてコントローラ６０により制
御バルブ７０の作動を制御してプーリ側圧制御が行われ
るのであるが、この側圧設定制御内容を図４のフローチ
ャートを参照して説明する。この制御は、図４に示すよ
うに、まず各センサの検出値を読み込み（ステップＳ
１）、ドライブプーリ２１への入力トルクＴＩＮを求め
る（ステップＳ２）。この演算は、エンジン回転数Ｎ
Ｅ、吸気負圧ＰＢ、スロットル開度ＴＨからエンジン出
力トルクを求め、このエンジントルクから補機の駆動ト
ルクを減じて変速機側への入力トルクを求め、これにト
ルクコンバータ５のトルク比を乗じればドライブプーリ
２１への入力トルクＴＩＮが得られる（この構成が入力
トルク検出手段に対応する）。

【００２３】次に、ドライブプーリ２１およびドリブン
プーリ２５の回転数ＮＩおよびＮＯの回転速度比ＳＲを
算出する（ステップＳ３）（この構成が速度比検出手段
に対応する）。そして、上記入力トルクＴＩＮと回転速
度比ＳＲに基づいて、ベルト２４がスリップを発生せず
に効率よくトルク伝達を行わせるために必要な基本プー
リ側圧ＰＳＢを算出する（ステップＳ４）。

【００２４】このとき、現在のエンジンスロットル開度
ＴＨがほぼ零であるか否か、すなわち、アクセルペダル
の踏み込みが解放されてスロットル開度がほぼ全閉状態
であるか否かの判断がなされる（ステップＳ５）（この
構成が駆動要求検出手段に対応する）。なお、この判断
は具体的には、スロットル開度が僅かに開いた値が判断
しきい値として設定されており、実際のスロットル開度
がこの判断しきい値より小さいか否かを判断する。スロ
ットル開度ＴＨがほぼ零ではない場合、すなわち、アク
セルペダルが踏み込まれた状態のときには、ステップＳ
６に進んで補正値β＝０に設定する。一方、スロットル
開度ＴＨがほぼ零（全閉状態）のときには、ステップＳ
７に進み、ＡＢＳ異常検出器６５からの異常検出信号の
有無、すなわち、アンチロックブレーキシステムＡＢＳ
が異常か否かを判断する（この構成が異常検出手段に対
応する）。アンチロックブレーキシステムＡＢＳが正常
なときには補正値βとしてβ１を設定し（ステップＳ
８）、異常であるときには補正値βとしてβ２を設定す
る（この構成が補正手段に対応する）。

【００２５】これら補正値β１，β２は、予め図５のよ
うに設定されている。この場合、補正値β１が補正値β
２より小さくなるように、すなわち、アンチロックブレ
ーキシステムＡＢＳが正常なときには異常なときより小
さな補正値が設定されている。また、これら補正値は車
速Ｖに対応して設定され、車速が低い方が大きくなり、
車速がほぼ零に近いときに補正値は零となるように設定
されている。このため、上記ステップＳ９，Ｓ８におい
ては、現在の車速Ｖに対応する補正値β１もしくはβ２
が設定される。

【００２６】このようにして補正値βが設定されると、
ステップＳ４において演算した基本プーリ側圧ＰＳＢに
この補正値βを加えてプーリ側圧ＰＳを求め（ステップ
Ｓ１０）、コントローラ６０はこのプーリ側圧ＰＳが得
られるように制御バルブ７０の作動を制御する。

【００２７】これにより、アクセルペダルが踏まれて走
行しているときには、入力トルクＴＩＮおよび速度比Ｓ
Ｒに基づいて設定されるベルトスリップなしに動力伝達
が可能な基本プーリ側圧がそのまま用いられ、ベルトス
リップなしに効率の良い動力伝達がなされる。そして、
アクセルペダルから足を離してブレーキペダルを踏み込
むときには、アクセルペダルから足が離されてスロット
ル開度がほぼ全閉となった時点で補正値βが加えられた
プーリ側圧ＰＳが用いられ、プーリ側圧が増大される。
このため、ブレーキペダルが踏まれたときにはプーリ側
圧が増加しており、たとえ急ブレーキ作動がなされても
Ｖベルトがスリップすることがない。

【００２８】なお、アンチロックブレーキシステムＡＢ
Ｓを有している場合には、急ブレーキ作動がなされても
車輪はロックしないようにブレーキ作動制御がなされる
が、このシステムＡＢＳが異常で作動しないときには、
急ブレーキ時には車輪がロックして変速機出力回転が急
激に低下する。このため、アンチロックブレーキシステ
ムＡＢＳが異常のときには補正値βを大きな値に設定し
てこの場合にもＶベルトのスリップが発生しないように
している。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力トルクおよび回転速度比に基づいて、ドライブ側お
よびドリブン側アクチュエータに供給する油圧力を制御
し、ベルトの張力（プーリからベルトに加えられる側
圧）を制御する油圧制御装置を有し、原動機（エンジ
ン）の駆動出力の要求レベル（スロットル開度）が判定
しきい値以下であるとき（スロットルがほぼ全閉である
とき）には油圧制御装置により設定される油圧力が増大
補正されるので、例えば走行中にブレーキペダルを踏み
込むときに、アクセルペダルから足を離した時点におい
てプーリ側圧となる油圧力が増大補正され、この後、ブ
レーキペダルが踏み込まれ、急ブレーキ作動がなされた
ような場合でも、ベルトのスリップが生じることがな
い。

【００３０】車速が高いときでのブレーキ操作に対する
車速の減速率は、車速が低いときでのブレーキ操作に対
する車速の減速率より小さいので、本発明では車速が低
いときには高いときより大きな補正量を設定される。

【００３１】本発明の制御装置ではさらに、アンチロッ
クブレーキシステムの異常状態を検出する異常検出手段
を設け、アンチロックブレーキシステムが異常であると
検出されたときには、正常な場合より大きな補正量を設
定するようにしている。これは、アンチロックシステム
が正常であればたとえ急ブレーキをかけたときでもこの
システムにより車輪がロックしないようにブレーキ作動
が制御され、車輪回転の低下は緩やかとなるが、アンチ
ロックブレーキシステムが異常でこれが作動しない場合
には、急ブレーキをかけたときにはブレーキ作動にその
まま対応して車輪回転は急速に低下するということに鑑
みたもので、このような急速な低下によってもベルトス
リップが生じないように、アンチロックブレーキシステ
ムが異常の場合には、正常の場合より大きな補正量が設
定され、この場合でもベルトのスリップを確実に防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るベルト式無段変速機の制御装置構
成を示す概略図である。

【図２】本発明に係る制御装置を有した車両用Ｖベルト
式無段変速機構成を示す断面図である。

【図３】本発明に係る制御装置を有した車両用Ｖベルト
式無段変速機構成を示すスケルトン図である。

【図４】本発明に係る制御装置によるプーリ側圧の制御
内容を示すフローチャートである。

【図５】この変速制御に用いられる補正値を示すグラフ
である。

【符号の説明】

５ トルクコンバータ ２１ ドライブプーリ ２４ ベルト ２６ ドリブンプーリ ６０ コントローラ ７０ 制御バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−52264（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−176548（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 61/12 F16H 9/00 F16H 59:24 F16H 59:54 F16H 63:06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機からの駆動力を受けて回転駆動さ
   れるプーリ幅可変タイプのドライブプーリと、このドラ
   イブプーリと平行に配設され、車輪側に繋がるプーリ幅
   可変タイプのドリブンプーリと、前記ドライブおよびド
   リブンプーリ間に巻き掛けられたベルトと、油圧力を受
   けて作動され、前記ドライブプーリにプーリ側圧を付与
   するドライブ側油圧アクチュエータと、油圧力を受けて
   作動され、前記ドリブンプーリにプーリ側圧を付与する
   ドリブン側アクチュエータと、前記原動機から前記ドラ
   イブプーリへ入力されるトルクを検出する入力トルク検
   出手段と、前記ドライブプーリと前記ドリブンプーリと
   の回転速度比を検出する速度比検出手段と、前記入力ト
   ルク検出手段により検出された入力トルクおよび前記速
   度比検出手段により検出された回転速度比に基づいて、
   前記ドライブ側および前記ドリブン側アクチュエータに
   供給する油圧力を制御し、前記ベルトの張力を制御する
   油圧制御装置とからなる車両用無段変速機の制御装置に
   おいて、車両の速度を検出する車速検出手段と、前記車両のブレ
   ーキ作動時に前記車輪のロックを防止させるようにブレ
   ーキ作動を制御するアンチロックブレーキシステムと、
   このアンチロックブレーキシステムの異常状態を検出す
   る異常検出手段と、 前記原動機の駆動出力の要求レベル
   を検出する駆動要求検出手段と、この駆動要求検出手段
   により検出された駆動出力の要求レベルが判定しきい値
   以下であるときに前記油圧制御装置により設定される前
   記油圧力を増大補正する補正手段とを備え、 前記補正手段は、前記車速検出手段により検出された車
   速が低いときには高いときより大きな補正量を設定し、
   前記アンチロックブレーキシステムが異常であると検出
   されたときには、異常でない場合より大きな補正量を設
   定する ことを特徴とする車両用無段変速機の制御装置。
2. 【請求項２】 前記原動機がエンジンからなり、前記要
   求レベルがこのエンジンのスロットル開度に対応し、前
   記駆動要求検出手段が前記エンジンのスロットル開度を
   検出することを特徴とする請求項１に記載の車両用無段
   変速機の制御装置。