JPH01108467A - 車両用油圧式無段変速機の制御装置 - Google Patents

車両用油圧式無段変速機の制御装置

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JPH01108467A
JPH01108467A JP62267436A JP26743687A JPH01108467A JP H01108467 A JPH01108467 A JP H01108467A JP 62267436 A JP62267436 A JP 62267436A JP 26743687 A JP26743687 A JP 26743687A JP H01108467 A JPH01108467 A JP H01108467A
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山口　弘二
Kazuya Maki
一哉 牧
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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６発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、油圧ポンプと油圧モータとからなる油圧式無
段変速機に関し、さらに詳しくは、この無段変速機を車
両に搭載した場合での制御・′装置に関する。
（従来の技術） エンジンにより駆動される定吐出量型油圧ポンプと、こ
の油圧ポンプから油圧閉回路を介して送られてくる油圧
力を受けて回転されこの回転を車輪に伝達する可変容量
型油圧モータとからなり、この油圧モータの容量を可変
制御し、エンジン回転を無段階に変速して車輪に伝達す
るようにした車両用油圧式無段変速機は、従来から種々
提案されている（例えば、特開昭５６−９５７２２号公
報）。
（発明が解決しようとする問題） このような油圧式無段変速機において、車輪の駆動トル
クは、油圧閉回路内に発生する油圧および油圧モータの
容量（すなわち、変速比）に対応するのであるが、上記
閉回路内の油圧に対しては、通常はリリーフバルブによ
りその最大油圧が抑えられているだけで、このリリーフ
バルブにより設定される最大油圧（リリーフ油圧）以内
であれば、車輪の駆動負荷に応じて油圧閉回路内の油圧
が定まる。
このため、例えば、路面の摩擦係数が低い道路を走行す
る場合のように、車輪の駆動力が車輪と路面との摩擦係
数により定まる駆動負荷より大きくなると、この駆動力
を受ける車輪がスリップして駆動力が低下してしまい、
車両として、充分な駆動力、加速を得ることができない
という問題がある。なお、この問題はエンジンにより車
輪を駆動する場合のみならず、エンジンブレーキ作用を
得て減速を行う場合についても同様である。
本発明は、このような問題に鑑み、車輪の駆動力をスリ
ップ限界以内に抑えて、スリップを防止し、車輪の駆動
力が低下するのを抑えることができる車両用無段変速機
の制御装置を提供することを目的とする。
口０発明の構成 （問題を解決するための手段） 上記目的達成の手段として、本発明の制御装置は、油圧
モータにより駆動される車輪のスリップを検出するスリ
ップセンサと、このスリップセンサにより検出されたス
リップの大きさに応じて、油圧閉回路内の油圧を、この
油圧に対応した車輪の駆動力が車輪のスリップ限界駆動
力以下になるように制御する油圧制御手段とから構成さ
れている。
（作用） 上記構成の制御装置を用いると、エンジン回転が油圧ポ
ンプおよび油圧モータからなる無段変速機を介して変速
されて車輪に伝達され、車輪の駆動がなされるのである
が、このようにして駆動される車輪の駆動力が、車輪と
路面との摩擦力により定まる駆動負荷より大きく、車輪
のスリップが生じる場合には、このスリップをスリップ
センサにより検出し、このスリップの大きさに応じて、
油圧閉回路内の油圧を低下させて車輪の駆動力を低下さ
せ、スリップが抑えられる。
（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図は本発明に係る制御装置を備えた油圧式無段変速
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
と、車輪Ｗ１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。これら２本の油路
ＬａおよびＬｂのうち第１油路Ｌａは、エンジンＥによ
りポンプＰが駆動されこのポンプＰからの油圧によりモ
ータＭが回転駆動されて車輪Ｗの駆動がなされるとき、
すなわちエンジンＥにより無段変速機Ｔを介して車輪Ｗ
が駆動されるときに、高圧となり（なおこのとき第２油
路Ｌｂは低圧である〉、一方、第２油路Ｌｂは車両の減
速時等のように車輪Ｗから駆動力を受けてエンジンブレ
ーキが作用する状態のときに高圧となる（このとき、第
１油路Ｌａは低圧である）。
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、Ｌ
ｆ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ボート３位置切換弁であり、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、両袖路
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。
また、エンジンＥにより油圧ポンプＰを駆動し、この油
圧ポンプＰからの油圧により油圧モータＭが回転駆動さ
れ、この回転が出力軸２を介して車輪Ｗ１に伝達され、
車輪Ｗ１の駆動がなされるのであるが、油圧モータＭは
、例えば斜板アキシャルピストンモータであり、この斜
板の角度を制御することにより、変速機Ｔの変速比を無
段階に変化させることができる。
本無段変速機Ｔの油圧閉回路における高圧油が導かれる
第５油路Ｌｅには、油路５１を介して油圧制御手段とし
ての油圧制御バルブ２０が接続されている。この油圧制
御バルブ２０について説明する。
油圧制御バルブ２０は、ボール２１と、スプール２２と
、これらボール２１およびスプール２２とが挿入される
空間を有したハウジングとからなる。このハウジングは
、その左端部において第１油室２５ａを形成する直径り
、の第１円筒穴２０ａと、スプール２２の中央大径部２
２ｂが嵌挿される直径Ｄ２の第２円筒穴２０ｂと、スプ
ール２２の右側小径部２２ｃが嵌挿される直径り、の第
３円筒穴２０ｃとを有している。ボール２１は第１円筒
穴２０ａより径が大きく、この第１円筒穴２０ａの右側
に対向して配され、且つボール２１の右側には、スプー
ル２２の左端部２２ａが対向している。このため、ボー
ル２２が第１円筒穴２０ａの右側面に押し付けられると
、第１油室２５ａの右側端部はボール２１により閉止さ
れる。
第２円筒穴２０ｂに嵌挿されたスプール２２の中央大径
部２２ｂの右側面とハウジングとの間には、第２油室２
５・ｂが形成され、第３円筒穴２０Ｃに嵌挿されたスプ
ール２２の右側小径部２２ｃの右側面とハウジングとの
間には第３油室２５ｃが形成される。第１油室２５ａお
よび第３油室２５ｃには第１油路Ｌａに接続された油路
５１（油路５２）が連通し、第２油室２５ｂは油路５４
を介してソレノイドバルブ１５１に繋がっている。
なお、ソレノイドバルブ１５１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油路Ｌｈから分岐
した油路５３と、上記第２油室２５ｂに接続された油路
５４との連通を、コントローラ１００からのデユーティ
比信号に基づいて制御するバルブである。このバルブ１
５１は常時閉タイプのバルブであり、デユーティ比が０
％のときには閉止され、１００％のときには、全開され
る。
このため、第１油室２５ａに油路５１を介して導かれた
第１油路Ｌａの油圧Ｐａにより、ボール２１が右方向の
油圧力Ｆａ　（＝ＰａＸＡａ　：但し、Ａａ（第１油室
の断面積）＝π／４ＸＤｔ２）を受け、第２油室２５ｂ
に油路５４を介して導かれたソレノイドバルブ１５１に
より制御された油圧ｐｂにより、スプール２２は左方向
の油圧力Ｆｂ　（＝ＰａＸＡｂ　：但し、Ａｂ（第２油
室の断面ｆｆ１）　＝π／４×（Ｄ２２ＤＢ２＞　）　
ヲ受ケ、　サラに、第３油室２５ｃに油路５２を介して
導かれた第１油路Ｌａの油圧Ｐａにより、スプール２２
は左方向の油圧力Ｆｃ（＝ＰａＸＡｃ：但し、Ａｃ（第
３油室の断面積）＝π／４×Ｄ３２）を受ける。
このことから分かるように、ボール２１およびスプール
２２に作用する油圧力は、Ｆａ＝Ｆｂ＋Ｆｃのときに釣
り合い、Ｆａ＞Ｆｂ＋Ｆｃのときにボール２１は右方に
押されて、油路５１は低圧リリーフバルブ７により調圧
される第６油路Ｌｆに連通される。このため、Ｆａ＞Ｆ
ｂ＋Ｆｃのときには、第１油路Ｌａ内の油は油路５１、
この油圧制御バルブ２０および油路５５を介して第６油
Ｆ！＠Ｌｆに流れ、その油圧が低下する。
ここで上記釣り合い式Ｆａ＝Ｆｂ＋Ｆｃについて考えて
みる。この式を各油室の断面積とこの油室に作用する油
圧とにより表すと、 ＰａＸＡａ＝ＰｂＸＡｂ＋ＰａＸＡｃ であり、これを整理すると、 ＰａＸ　（Ａａ−Ａｃ　）＝ｐｂＸＡｂ−・・＋１１と
なる。この式（１）から分かるように、第２油室２５ｂ
内に作用する油圧ｐｂを制御すると、上記釣り合いが成
立するための油路５１を介して第１および第３油室２５
ａ、２５ｃに作用する油圧Ｐａの値を設定することがで
きくこの設定値をＰＲとする）、第１油室２５ａに作用
する油圧Ｐａがこの設定された値Ｐ）ｌより高くなると
、ボール２１が右方に押されて油路５１が油路５５に連
通される。このためζ油路５１の油圧、すなわち、第１
油路Ｌａの油圧Ｐａは上記設定された油圧ＰＨを超える
ことがなく、この設定油圧Ｐｎが第１油路Ｌａのリリー
フ油圧となる。
ここで、第２油室２５ｂに作用する油圧ｐｂは、ソレノ
イドバルブ１５１のデユーティ比制御により制御するこ
とができ、このことから分かるように、コントローラ１
００からライン１００ａを介してデユーティ比信号をソ
レノイドバルブ１５１に出力することにより、第１油路
Ｌａの最大油圧（リリーフ油圧）ＰＨを制御することが
できる。
この第１油路Ｌａのリリーフ油圧制御の具体的な方法を
、以下に説明する。まず、コントローラ１００からのデ
ユーティ比信号に対するリリーフ油圧ＰＩｌの値は、第
２図に示すように、デユーティ比が０％のときに最大と
なり、デユーティ比が大きくなるのに応じて小さくなり
、デユーティ比が１００％のときに最小となるように設
定される。
このデユーティ比制御は、車輪の駆動力が、車輪と路面
との摩擦力により定まる駆動負荷より大きくなり車輪の
スリップが生じた場合に行わせて、スリップを抑えるた
めに用いられるものである。このため、スリップ率の検
出がなされる。このスリップ率は、第１図に示されてい
るように。
油圧モータＭにより駆動される駆動輪Ｗ１の回転速度を
第１回転センサ６１により検出し、この検出信号をライ
ン６２を介してコントローラ１００に送り、また、駆動
力が加わらない他の車輪Ｗ２の回転速度を第２回転セン
サ６３により検出し。
この検出信号もライン６４を介してコントローラ１００
に送る。駆動輪Ｗ１がスリップした場合には、両者ＷＸ
、Ｗ２に回転差が生じるため、この回転差からコントロ
ーラ１００においてスリップ率が算出される。
このようにしてスリップ率が算出されると、第３図に示
すように、スリップ率が大きくなるとこれに対応して大
きくなるようなデユーティ比が設定され、このデユーテ
ィ比に基づく信号がソレノイドバルブ１５１に出力され
る。これにより、駆動輪Ｗ１にスリップが生じた場合に
は、第１油路Ｌａの油圧が低下され、駆動輪Ｗ！の駆動
力が低下され、スリップが抑えられる。すなわち、駆動
輪Ｗ１にスリップが生じた場合には、油圧制御バルブ２
０の作動により第１油路Ｌａの油圧が低下されて、駆動
輪Ｗ１の駆動力がスリップ限界以下になるような制御が
なされ、スリップが抑えられるのである。
以上においては、油圧制御バルブ２０を用いて第２油路
Ｌａの油圧を制御し、駆動輪Ｗ１をエンジンＥからの出
力により駆動する場合での、駆動輪Ｗ１のスリップを抑
える制御について説明したが、減速時において、駆動輪
Ｗ１からの駆動によりエンジンブレーキ作用が生じ第２
油路Ｌｂが高圧となる場合において、駆動輪Ｗ１にスリ
ップが生じたときにおいても同様な制御がなされる。
以上においては、油圧制御手段として、油圧制御バルブ
２０を用いる場合について説明したが、本発明はこれに
限られるものではなく、例えば、油圧制御手段として、
第１および第２油路Ｌａ。
Ｌｂを短絡する第７油路Ｌｇに配設されたクラッチ弁５
を用い、上記制御を行わせることもできる。このような
第２の実施例について、以下に説明する。
まず、クラッチ弁５の作動制御機構について説明する。
このバルブ８０は、第４図に示すように、シリンダ部材
８１と、このシリンダ部材８１に図中左右に滑動自在に
嵌挿されたピストン部材８２と、ピストン部材８２が嵌
挿されたシリンダ室を覆って取り付けられたカバ一部材
８５と、ピストン部材８２を図中左方に付勢するばね８
７とからなる。ピストン部材８２のピストン８２ａは上
記シリンダ室を２分割して左右シリンダ室８３．８４を
形成せしめ、両シリンダ室８３．８４にはボー）８６ａ
、８６ｂを介して油圧ライン１１０，１１２が接続され
ている。
油圧ライン１１０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により調圧したチャ
ージ油路Ｌｈの作動油が油圧ライン１０１を介して導か
れたものであり、油圧ライン１１２の油圧は、油圧ライ
ン１０１から分岐したオリフィス１１１ａを有する油圧
ライン１１１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１５５，１５６により制御して得られ
る油圧である。ソレノイドバルブ１５６はオリフィス１
１１ａを有する油圧ライン１１１から油圧ライン１１２
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１５５は油圧ライン１
１２から分岐する油圧ライン１１３とオリフィス１１４
ａを介してドレン側に連通する油圧ライン１１４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１１
３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１１０を介して右シリンダ室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１１２から
は上記２個のソレノイドバルブ１５５，１５６の作動に
より、チャージ圧よりも低い圧が左シリンダ室８３に供
給される。ここで、右シリンダ室８４の受圧面積は左シ
リンダ室８３の受圧面積よりも小さいため、左右シリン
ダ室８３．８４内の油圧によりピストン部材８２が受け
る力は、ばね８７の付勢力を考慮しても、右シリンダ室
８４内の油圧Ｐ１に対して、左シリンダ室８３内の油圧
がこれより低い所定の値Ｐ２（ＰＬ＞Ｐ２）のときに釣
り合うようになっている。このため、ソレノイドバルブ
１５５．１５６により、油圧ライン１１２から左シリン
ダ室８３に供給する油圧を上記所定の値Ｐ２より大きく
なるように制御すれば、ピストン部材８２を右動させる
ことができ、左シリンダ室８３に供給する油圧をＰ２よ
り小さくなるように制御すれば、ピストン部材８２を左
動させることができる。
このピストン部材８２の左右方向の移動は、リンク機ｆ
１８８を介して、クラッチ弁５に伝達される。クラッチ
弁５は、第１バルブ孔５ｂを有する固定部材５ａと、こ
の固定部材５ａ内に回転自在に配された第２バルブ孔５
ｄを有する回転部材５Ｃとからなり、回転部材５Ｃに連
結されたアーム５ｅが上記リンク機構８８に連結されて
おり、上記ピストン部材８２の移動に伴って回転部材５
Ｃが回転される。回転部材５Ｃが回転されると、第１お
よび第２バルブ孔５ｂ、５ｄの連通開度が全開から全閉
まで変化する。なお、図示の如く、ピストン部材８２が
最大限まで左動した状態で、クラッチ弁５における連通
開度が全開になり、この後、ピストン部材８２右動させ
るのに応じて連通開度が全閉まで漸次変化する。
ここで、第１バルブ孔５ｂは無段変速機Ｔの閉回路を構
成する第１油路Ｌａに連通し、第２バルブ孔５ｄは第２
油路Ｌｂに連通しているため、上記第１および第２バル
ブ孔５ｂ、５ｄの連通開度を変化させることにより、第
１および第２油路Ｌａ、Ｌｂの短絡路である第７油路Ｌ
ｇの開度を変化させることができ、これによりクラッチ
制御がなされる。すなわち、コントローラ１００からの
信号に基づいて、上記ソレノイドバルブ１５５゜１５６
をデユーティ比制御することにより、りラッチ制御がな
される。
このクラッチ制御は、本来的には、車両の発進・停止時
に作動させて、スムーズな発進・停止を行わせるもので
あるが、上述の如く、駆動輪Ｗ１にスリップが生じた場
合での、スリップ防止用としても作動される。すなわち
、駆動輪Ｗｌのスリップが検出されると、このスリップ
率に応じてソレノイドバルブ１５５，１５６がコントロ
ーラ１００からの信号を受けてデユーティ比制御され、
クラッチ弁５が所定量だけ開放される。これにより、例
えば、駆動輪Ｗ１の駆動のため高圧となっている第１油
路Ｌａ内の作動油が、クラッチ弁５を通って低圧となっ
ている第２油路Ｌｂ内に流れ、これにより第１油路Ｌａ
内の油圧が低下される。このため、駆動輪Ｗ、の駆動力
が低下し、この駆動輪Ｗｌのスリップが抑えられる。す
なわち、このようにクラッチ弁５の作動制御を行わせる
と、クラッチ弁５はいわゆるクラッチとしての作用を行
うだけでなく、駆動輪スリップ時に駆動側の油路の油圧
を低下させる油圧制御手段とじての役割をも果たすので
ある。
ハ１発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、車輪の駆動力が、
車輪と路面との摩擦力により定まる駆動負荷より大きく
、車輪のスリップが生じる場合には、このスリップをス
リップセンサにより検出し、このスリップの大きさに応
じて、油圧制御手段を用いて油圧閉回路内の油圧を低下
させて車輪の駆動力を低下させるようになっているので
、例えば路面の摩擦係数が小さくスリップが生じた場合
でも、このときのスリップ限界以下に車輪の駆動力を低
下させることができ、車輪のスリップを防止し、可能な
限り駆動力の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る制御装置を備えた無段変速機の油
圧回路図、 第２図および第３図はそれぞれ、上記制御装置における
ソレノイドバルブのデユーティ比とリリーフ油圧ＰＨと
の関係および駆動輪のスリップ率とデユーティ比との関
係を示すグラフ、第４図は本発明の第２の実施例におけ
る油圧制御手段として用いられるクラッチ弁およびその
作動用サーボバルブを示す断面図である。 １・・・入力軸　　　　　　２・・・出力軸５・・・ク
ラッチ弁　　２０．３０・・・油圧制御バルブ２］、、
３１・・・ボール　　２２．３２・・・スプール８０・
・・クラッチサーボバルブ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）油圧ポンプおよび油圧モータの間に油圧閉回路を形
    成するとともに前記油圧ポンプおよび油圧モータの少な
    くともいずれか一方の容量を可変制御するようになし、
    前記油圧ポンプをエンジンにより駆動するとともに該油
    圧ポンプからの油圧力により駆動される前記油圧モータ
    により車輪を駆動するようになした車両用油圧式無段変
    速機において、 前記油圧モータにより駆動される車輪のスリップを検出
    するスリップセンサと、該スリップセンサにより検出さ
    れたスリップの大きさに応じて前記油圧閉回路内の油圧
    を、前記車輪の駆動力がスリップ限界駆動力以下になる
    ように制御する油圧制御手段とからなることを特徴とす
    る車両用油圧式無段変速機の制御装置。
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