JPH01106741A - 車両用無段変速機の変速制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ１発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は車両用無段変速機の変速比を無段階に変速させ
る制御方法に関する。

（従来の技術） 車両に搭載された無段変速機の変速制御を行う方法とし
ては、アクセル開度（アクセルペダル踏み込み量もしく
はエンジンスロットル開度）、車速等に対応して目標エ
ンジン回転数を設定し、実エンジン回転数がこの目標エ
ンジン回転数に一致するように変速比の制御を行わせる
方法が知られている。

例えば、本出願人の出願による実願昭６１−４９２０２
号には、アクセル開度に応じた目標エンジン回転数に実
エンジン回転数が一致するような変速比制御を油圧制御
により行わせるようにし′た無段変速機の制御方法が提
案されている。

このような制御方法においては、アクセルペダルの踏み
込み、戻し等により、目標エンジン回転数が変化した場
合に、実エンジン回転数をこの目標値に一致させるよう
に変速比を変化させる制御スピードは、目標エンジン回
転数と実エンジン回転数との回転差に対応して（比例し
て）設定される０例えば、上記提案の方法においては、
スロットル開度に対応して発生するスロットル油圧（目
標エンジン回転数に相当）と、エンジン回転に対応して
発生するガバナ油圧（実エンジン回転数に相当）との差
圧から、制御スピードが決定される。

（発明が解決しようとする問題） ところが、上記のような制御方法では、エンジンの特性
等が考慮されていないため、アクセルペダル操作に対す
る車の加速に違和感が生じるという問題がある０例えば
、回転数が３０００ｒｐｍ以上でトルクが充分に発揮す
るが３０００ｒｐｍ以下ではあまりトルクがでないとい
うエンジンを用いた場合に、エンジン回転数が１１００
０ｒｐの状態からアクセル開度を大きくして目標エンジ
ン回転数が３００Ｏｒｐｍになりエンジン回転を３００
０ｒｐｍまで上昇させる場合と、エンジン回転数が３０
’ＯＯｒｐｍの状態からアクセル開度を大きくして目標
エンジン回転数が５０００ｒｐｍになりエンジン回転数
を５０００ｒｐｍまで上昇させる場合とで、同一の制御
スピードを用いたのでは、車両の加速感が異なる。

ところが上記従来の制御方法では、目標回転数と実回転
数の回転差はともに２０００ｒｐｍであり、制御スピー
ドが同一となるので、アクセルワーク（アクセルペダル
の繰作）に対する車両の加速に違和感が生じるのである
。

本発明は、このような問題に鑑み、エンジンの特性等を
考慮して、エンジン回転数にも対応して制御スピードを
設定し、上記のような違和感のないような変速制御が行
えるようにすることを目的とする。

口１発明の構成 （問題を解決するための手段） 上記目的達成のための手段として、本発明の変速制御方
法は、アクセル開度に対応して設定される目標エンジン
回転数と実エンジン回転数との回転差のみならず実エン
ジン回転数にも対応して変速比の制御スピードを設定し
、この制御スピードを制御値として変速比の制御を行わ
せるようにしている。

（作用） このような制御方法を用いて変速比の制御を行うと、例
えば、目標エンジン回転数と実エンジン回転数との回転
差をそのときの実エンジン回転数に応じて補正し、この
補正した回転差に対応する制御スピードを設定させたり
、目標エンジン回転数と実エンジン回転数との回転差に
対応する制御スピードを設定し、この設定制御スピード
をそのときの実エンジン回転数に応じて補正させたりさ
れる。このため、エンジンの回転に応じて制御スピード
を変更制御することができ、例えば、エンジントルクが
充分に発揮できるようになる回転数までは、実エンジン
回転を目標エンジン回転に急速に近ずくように変速制御
を行わせ、エンジントルクが充分発揮できる回転数に達
すると実エンジン回転数の上昇をゆっくりと行わせて、
車両の加速も充分に行わせるというような制御が可能と
なり、アクセル操作に対する車両の加速の違和感をなく
することができる。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施例について
説明する。

第１図は本発明の方法により変速制御される無段変速機
の油圧回路を示し、無段変速機Ｔは、入力軸１を介して
エンジンＥにより駆動される定吐出量型油圧ポンプＰど
、車輪Ｗを駆動する出力軸２を有する可変容量型油圧モ
ータＭとを有している。これら油圧ポンプＰおよび油圧
モータＭは、ポンプＰの吐出口およびモータＭの吸入口
を連通させる第１油路ＬａとポンプＰの吸入口およびモ
ータＭの吐出口を連通させる第２油路Ｌｂとの２本の油
路により油圧閉回路を構成して連結されている。

また、エンジンＥにより駆動されるチャージポンプ１０
の吐出口がチエツクバルブ１１を有するチャージ油路Ｌ
ｈおよび一対のチエツクバルブ３．３を有する第３油路
Ｌｃを介して閉回路に接続されており、チャージポンプ
１０によりオイルサンプ１５から汲み上げられチャージ
圧リリーフバルブ１２により調圧された作動油がチエツ
クバルブ３．３の作用により上記２本の油路Ｌａ、Ｌｂ
のうちの低圧側の油路に供給される。さらに、高圧およ
び低圧リリーフバルブ６．７を有してオイルサンプ１５
に繋がる第５および第６油路Ｌｅ、Ｌｆが接続されたシ
ャトルバルブ４を有する第４油路Ｌｄが上記閉回路に接
続されている。このシャトルバルブ４は、２ポ一ト３位
！切換弁であり、第１および第２油路Ｌａ、Ｌｂの油圧
差に応じて作動し、第１および第２油路Ｌａ、Ｌｂのう
ち高圧側の油路を第５油路Ｌｅに連通させるとともに低
圧側の油路を第６油路Ｌｆに連通させる。これにより高
圧側の油路のリリーフ油圧は高圧リリーフバルブ６によ
り調圧され、低圧側の油路のリリーフ油圧は低圧リリー
フバルブ７により調圧される。

さらに、第１および第２油路Ｌａ、Ｌｂ間には、両油路
゛を短絡する第７油路Ｌｇが設けられており、この第７
油路Ｌｇには、図示しない開閉制御装置によって、この
油路の開度を制御する可変絞り弁からなるクラッチ弁５
が配設されている。

このため、クラッチ弁５の絞り量を制御することにより
油圧ポンプＰから油圧モータＭへの駆動力伝達を制御す
るクラッチ制御を行わせることができる。

上記油圧モータＭの容量制御を行って無段変速機Ｔの変
速比の制御を行わせるアクチュエータが、リンク機構４
５により連結された第１および第２変速用サーボバルブ
３０．５０である。なお、この油圧モータＭは斜板アキ
シャルピストンモータであり、変速用サーボバルブ３０
．５０により斜板角の制御を行うことにより、その容量
制御がなされる。

変速用サーボバルブ３０．５０の作動はコントローラ１
００からの信号を受けてデユーティ比制御されるソレノ
イドバルブ１５１，１５２により制御される。このコン
トローラ１００には、車速■、エンジン回転数Ｎｅ、ス
ロットル開度θｔｈ、油圧モータＭの斜板傾斜角θｔｒ
を示す各信号が入力されており、これらの信号に基づい
て所望の走行が得られるように上記各ソレノイドバルブ
の制御を行う信号が出力される。

以下に、上記各サーボバルブ３０．５０の構造およびそ
の作動を第２図を併用して説明する。

このサーボバルブは、無段変速機Ｔの閉回路からシャト
ルバルブ４を介して第５油路Ｌｅに導かれた高圧作動油
を、第５油路Ｌｅから分岐した高圧ライン１２０を介し
て導入し、この高圧の作動油の油圧力を用いて油圧モー
タＭの斜板角を制御する第１変速用サーボバルブ３０と
、連結リンク機構４５を介して該第１変速用サーボバル
ブ３０に連結され、このバルブ３０の作動制御を行う第
２変速用サーボバルブ５０とからなる。

第１変速用サーボバルブ３０は、高圧ライン１２０が接
続される接続口３１ａを有したハウジング３１と、この
ハウジング３１内に図中左右に滑動自在に嵌挿されたピ
ストン部材３２と、このピストン部材３２内にこれと向
応に且つ左右に滑動自在に嵌挿されたスプール部材３４
とを有してなる。ピストン部材３２は、右端部に形成さ
れたピストン部３２ａと、ピストン部３２ａに向応で且
つこれから左方に延びた円筒状のロッド部３２ｂとから
なり、ピストン部３２ａはハウジング３１内に形成され
たシリンダ孔３１ｃに嵌挿されてこのシリンダ孔３１ｃ
内を２分割して左右のシリンダ室３５．３６を形成せし
め、ロッド部３２ｂはシリンダ孔３１ｃより径が小さく
且つこれと向応のロッド孔３１ｄに嵌挿される。なお、
右シリンダ室３５は、プラグ部材３３ａおよびカバー３
３ｂにより塞がれるとともに、スプール部材３４がこれ
らを貫通して配設されている。

上記ピストン部３２ａ＆こより仕切られて形成された左
シリンダ室３５には、油路３１ｂを介して接続口３１ａ
に接続された高圧ライン１２０が繋がっており、ピスト
ン部材３２は左シリンダ室３５に導入された高圧ライン
１２０からの油圧により図中右方向への押力を受ける。

スプール部材３４の先端部には、スプール孔３２ｄに密
接に嵌合し得るようにランド部３４ａが形成され、また
、該ランド部３４ａの右方には対角方向の２面が、所定
軸線方向寸法にわたって削り落とされ、凹部３４ｂを形
成している。そして、この凹部３４ｂの右方には止め輪
３７が嵌挿され、ピストン部材３２の内周面に嵌着され
た止め輪３８に当接することにより抜は止めがなされて
いる。

ピストン部材３２には、スプール部材３４の右方向移動
に応じて右シリンダ室３５をスプール孔３２ｄを介して
図示されないオイルサンプに開放し得る排出路３２ｅと
、スプール部材３４の左方向移動に応じて凹部３４ｂを
介して右シリンダ室３５を左シリンダ室３６に連通し得
る連絡路３２Ｃが穿設されている。

この状態より、スプール部材３４を右動させると、ラン
ド部３４ａが連絡路３２ｃを閉塞するとともに、排出路
３２ｅを開放する。従って、油路３１ｂを介して流入す
る高圧ライン１２０からの圧油は、左シリンダ室３５の
みに作用し、ピストン部材３２をスプール部材３４に追
従するように右動させる。

次に、スプール部材３４を左動させると、凹部３４ｂが
上記とは逆に連絡路３２ｃを右シリンダ室３６に連通さ
せ、ランド部３４ａが排出路３２ｅを閉塞する。従つ゛
て、高圧油は左右両シリンダ室３５．３６ともに作用す
ることになるが、受圧面積の差により、ピストン部材３
２をスプール部材３４に追従するように左動させる。

また、スプール部材３２を途中で停止させると、左右両
シリンダ室３５．３６の圧力バランスにより、ピストン
部材３２は油圧フローティング状態となって、その位置
に停止する。

このように、スプール部材３４を左右に移動させること
により、ピストン部材３２を高圧ライン１２０からの高
圧作動油の油圧力を利用してスプール部材３４に追従さ
せて移動させることができ、これによりリンク３９を介
してピストン部材３２に連結された油圧モータＭの斜板
Ｍｔをその回動軸Ｍｓを中心に回動させてその容量を可
変制御することができる。

スプール部材３４はリンク機構４５を介して第２変速用
サーボバルブ５０に連結されている。このリンク機構４
５は、軸４７ｃを中心に回動自在なほぼ直角な２本のア
ーム４７ａおよび４７ｂを有した第１リンク部材４７と
、この第１リンク部材４７のアーム４７ｂの先端部にピ
ン結合された第２リンク部材４８とからなり、アーム４
７ａの上端部が第１変速用サーボバルブ３０のスプール
部材３４の右端部にピン結合されるとともに、第２リン
ク部材４８の下端部は上記第２変速用サーボバルブ５０
のスプール部材５４にピン結合されている。このため、
第２変速用サーボバルブ５０のスプール部材５４が上下
動すると、第１変速用サーボバルブ３０のスプール部材
３４が左右に移動される。

第２変速用サーボバルブ５０は、２本の油圧ライン１０
２．１０４が接続されるボート５１ａ。

５１ｂを有したハウジング５１と、このハウジング５１
内に図中上下に滑動自在に嵌挿されたスプール部材５４
とからなり、スプール部材５４は、ピストン部５４ａと
、このピストン部５４ａの下方にこれと同志に延びたロ
ッド部５４ｂとからなる。ピストン部５４ａは、ハウジ
ング５１に上下に延びて形成されたシリンダ孔５１ｃ内
に嵌挿されて、カバー５５により囲まれたシリンダ室内
を上および下シリンダ室５２．５３に分割する。ロッド
部５４ｂは、シリンダ孔５１ｃと同志で下方に延びたロ
ッド孔５１ｄに嵌挿される。

なお、ロッド部５４ｂにはテーパ面を有する凹部５４ｅ
が形成されており、この凹部５４ｅ内にトップ位置判定
スイッチ５８のスプール５８ａが突出しており、スプー
ル部材５４の上動に伴いテーパ面に沿ってスプール５８
ａが押し上げられることにより油圧モータＭの変速比が
最小になったか否かを検出することができるようになっ
ている。

また、上記ピストン部５４ａにより２分割されて形成さ
れた上および下シリンダ室５２および５３にはそれぞれ
、油圧ライン１０２および１０４がボート５１ａ、５１
ｂを介して連通しており、両油圧ライン１０２，１０４
を介して供給される作動油の油圧および両シリンダ室５
２．５３内においてピストン部５４ａが油圧を受ける受
圧面積とにより定まるピストン部５４ａへの油圧力の大
小に応じて、スプール部材５４が上下動される。

このスプール部材５４の上下動はリンク機構４５を介し
て第１変速用サーボバルブ３ｏのスプール部材３４に伝
えられて、これを左右動させる。すなわち、油圧ライン
１０２，１０４を介して供給される油圧を制御すること
により第１変速用サーボバルブ３０のスプール部材３４
の動きを制御し、ひいてはピストン部材３２を動かして
油圧モータＭの斜板角を制御してこのモ゛−タＭの容量
制御を行って、変速比を制御する“ことができるのであ
る、具体的には、第２変速用サーボバルブ５０のスプー
ル部材５４を上動させることにより、第１変速用サーボ
バルブ３０のピストン部材３２を右動させて斜板角を小
さくし、油圧モータＭの容量を小さくして変速比を小さ
くさせることができる。

ボート５１ａから上シリンダ室５２内に繋がる油圧ライ
ン１０２の油圧は、チャージポンプ１０の吐出油をチャ
ージ圧リリーフバルブ１２により調圧した作動油が油圧
ライン１０１．１０２を介して導かれたちの°であり、
ボート５１ｂから下シリンダ室５３に繋がる油圧ライン
１０４の油圧は、油圧ライン１０２から分岐したオリフ
ィス１０３ａを有する油圧ライン１０３の油圧を、デユ
ーティ比制御される２個のソレノイドバルブ１５１．１
５２により制御して得られる油圧である。ソレノイドバ
ルブ１５’ｌはオリフィス１０３ａを有する油圧ライン
１０３から油圧ライン１０４への作動油の流通量をデユ
ーティ比に応じて開閉制御するものであり、ソレノイド
バルブ１５２は油圧ライン１０４から分岐する油圧ライ
ン１０５とオリフィス１０６ａを介してドレン側に連通
する油圧ライン１０６との間に配され、所定のデユーテ
ィ比に応じて油圧ライン１０４からドレン側への作動油
の流出を行わせるものである。

このため、油圧ライン１０２を介して上シリンダ室５２
にはチャージ圧リリーフバルブ１２により調圧されたチ
ャージ圧が作用するのであるが、油圧ライン１０４から
は上記２個のソレノイドバルブ１５１，１５２の作動に
より、チャージ圧よりも低い圧が下シリンダ室５３に供
給される。ここで、上シリンダ室５２の受圧面積は下シ
リンダ室５３の受圧面積よりも小さいため、上下シリン
ダ室５２．５３内の油圧によりスプール部材５４が受け
る力は、上シリンダ室５２内の油圧Ｐｕに対して、下シ
リンダ室５３内の油圧がこれより低い所定の値Ｐｊｌ　
（Ｐｕ＞ＰＪＩ）のときに釣り合う。このため、ソレノ
イドバルブ１５１，１５２により、油圧ライン１０４か
ら下シリンダ室５３に供給する油圧を上記所定の値ＰＪ
より大きくなるように制御すれば、スプール部材５４を
上動させて油圧モータＭの斜板角を小さくして変速比を
小さくすることができ、下シリンダ室５３に供給する油
圧をＰＪより小さくなるように制御すれば、スプール部
材５４を下動させて油圧モータＭの斜板角を大きくして
変速比を大きくすることができる。

上記両ソレノイドバルブ１５１，１５２はコントローラ
１００からの信号により駆動制御されるものであり、こ
のことから分かるように、コントローラ１００からめ信
号により、第１および第２変速用サーボバルブ３０．５
０の作動を制御し、油圧モータＭの容量の制御、ひいて
は変速比の制御がなされる。

この変速比の制御内容について、第３図のフローチャー
トに基づいて説明する。この制御においては、まず、実
エンジン回転数Ｎｅを計測し、さらに、目標エンジン回
転数Ｎｅｏを設定するためのパラメータ、例えばエンジ
ンスロットル開度が読み込まれる。なお、これ以外にも
車速、エンジン水温、大気圧等が読み込まれることもあ
る（目標エンジン回転数をこれらの情報に応じて補正す
るため）、そして、このパラメータに基づいて目標エン
ジン回転数Ｎｅｏが、予め設定されているテーブルから
検索され、この目標エンジン回転数Ｎｅｏと実エンジン
回転数Ｎｅとの回転差ΔＮｅを算出する。

次いで、実エンジン回転数が３０００ｒｐｍ以上か否か
を判断し、Ｎｅ≧３０００ｒｐｍのときには、上記ΔＮ
ｅを補正処理する。この補正は、例えば、回転差ΔＮｅ
に１より小さな補正係数を乗じてこの値を小さくする補
正であり、これにより、制御スピードが緩やかにされる
。一方、Ｎｅ＜’３０００ｒｐｍのときには、上記補正
処理は行わない。

この後、補正後の回転差（補正がなされないときにはそ
のままの回転差）に応じた変速比制御スピードを予め設
定されているテーブルから検索算出し、この制御スピー
ドになるようにコントローラ１００からソレノイドバル
ブ１５１，１５２に駆動デユーティ比信号が出力される
。

このような制御を行うと、例えば、第４図に示す車速が
ｖｌでエンジン回転が２０００ｒｐｍの点Ａの状態で走
行中において、アクセルペダルが踏み込まれて目標エン
ジン回転数が３０００ｒｐｍになった場合には、回転差
ΔＮｅは１１０００ｒｐであり、矢印イで示すようにエ
ンジン回転が急速に上昇するような変速比の制御がなさ
れ、車速がｖ２でエンジン回転が３０００ｒｐｍの状態
（点Ｂの状態）に移行する。なお、この後、アクセル開
度が変化せず目標エンジン回転数が３００Ｑｒｐｍのま
まであれば、エンジン出力と走行負荷とが均衡する状態
まで、エンジン回転が一定のまま増速されるような変速
制御がなされる。

ところが、点Ｂの状態に達した時点でさらにアクセルペ
ダルが踏み込まれ、目標エンジン回転数が４０００ｒｐ
ｍになった場合には、このときの回転差ΔＮｅも１１０
００ｒｐであるが、実エンジン回転数Ｎｅ≧３００Ｏｒ
ｐｍなので、この回転差ΔＮｅは、例えば、補正係数０
．５が乗じられて、５００ｒｐｍに補正される。このた
め、点Ｂからの変速比制御のスピードは緩やかになり、
点Ｂから点Ｃの状態まで矢印口で示すように、車速の増
大とともにエンジン回転が緩やかに増加する。

これにより、エンジン回転が３００Ｏｒｐｍ未満のとき
には、これが３０００ｒｐｍを超えるまでは、エンジン
回転数を目標回転数の方に急速に近ずけてエンジントル
クが充分に発生し加速力が得やすい３０００ｒｐｍ以上
の状態に急速に近ずける。一方、エンジン回転が３００
０ｒｐｍを超えたときには、変速比制御スピードを緩や
かにしてエンジン出力をエンジン回転の上昇用と車両の
加速用とに分配し、エンジン回転数を目標回転数に近ず
けると同時に車両の加速も行わせ、これにより、アクセ
ルペダルの操作に対して運転者が要求する加速感を損な
わないようにしている。

なお、この制御においては、エンジン回転数が３０００
ｒｐｍ以上か以下かということを判断して制御スピード
を補正しているが、この回転数はエンジンの特性に応じ
て設定するものであり、３０００ｒｐｍに限られるもの
ではないことは、当然である。さらに、第５図のフロー
チャートに示すように、目標回転数Ｎｅｏと実回転数Ｎ
ｅとの回転差ΔＮｅを実エンジン回転数Ｎｅに対応して
連続的に補正するようにしてもよい、すなわち、補正係
数を実エンジン回転数Ｎｅの関数として設定したり、実
エンジン回転数Ｎｅをいくつかの領域に分け、各領域毎
に補正係数を設定するようにしてもよい。

また以上においては、目標エンジン回転数Ｎｅ。

と実エンジン回転数Ｎｅとの回転差ΔＮｅを、実エンジ
ン回転数に対応して補正する例を示したが、上記回転差
ΔＮｅに応じて、まず制御スピードを算出し、しかる後
、この制御スピードを実エンジン回転数に応じて補正す
るようにしても同様である。

以上の実施例においては、油圧ポンプと油圧モータとか
らなる無段変速機を用いる場合を示したが、本発明の制
御方法はこのような無段変速機だけでなく、他の形式の
無段変速機に用いても良いのは熱論である。さらに、変
速比の制御装置としても、本例のように電気的なコント
ローラによリソレノイドバルブを制御してサーボバルブ
を作動させる電気−油圧式の装置のみならず、スロット
ル開度に対応した油圧力を発生させて、この油圧力によ
りサーボバルブを作動させるような装置゛を用いても良
い。

ハ０発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、目標エンジン回転
数と実エンジン回転数との回転差をそのときの実エンジ
ン回転数に応じて補正し、この補正した回転差に対応す
る制御スピードを設定させたり、目標エンジン回転数と
実エンジン回転数との回転差に対応する制御スピードを
設定し、この設定制御スピードをそのときの実エンジン
回転数に応じて補正させたりされるので、エンジントル
クが充分に得られる回転数までは、実エンジン回転を目
標エンジン回転に急速に近ずくように変速制御、を行わ
せ、エンジントルクが充分発揮できる回転数に達すると
実エンジン回転数の上昇をゆっくりと行わせて、車両の
加速も充分に行わせるというような制御が可能となり、
アクセル操作に対する車両の加速を運転者の感覚に近ず
けることができ、違和感が生ずるのを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により変速制御される無段変速機
の油圧回路図、 第２図は第１および第２変速用サーボバルブの断面図、 第３図および第５図は上記変速制御の具体例を示すフロ
ーチャート、 第４図は上記無段変速機を搭載した車両の走行特性図で
ある。 ４・・・シャトルバルブ　　５・・・クラッチ弁１０・
・・チャージポンプ ３０．５０・・・変速用サーボバルブ １００・・・コントローラ　Ｅ・・・エンジンＰ・・・
油圧ポンプ　　　　Ｍ・・・油圧モータＴ・・・無段変
速機　　　　Ｗ・・・車輪第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）アクセル開度に応じて目標エンジン回転数を設定し
   、実エンジン回転数を該目標エンジン回転数に一致させ
   るように変速比の制御を行う車両用無段変速機の変速制
   御方法において、 前記目標エンジン回転数と前記実エンジン回転数との回
   転差および前記実エンジン回転数に対応して前記変速比
   の制御スピードを設定し、該制御スピードを制御値とし
   て前記変速比の制御を行わせるようにしたことを特徴と
   する車両用無段変速機の変速制御方法。