JPH01116365A - Ｖベルト式無段変速機の変速制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＶベルト式無段変速機の変速制御装置、特に駆
動側プーリおよび従動側プーリの双方に油室を設け、こ
れら油室の油圧を制御するためのアクチュエータをそれ
ぞれ設けたＶベルト式無段変速機の変速制御装置に関す
るものである。

〔従来技術とその問題点〕

従来、この種のＶベルト式無段変速機の変速制御装置と
して、特開昭６１−１９３９３６号公報に記載のように
、駆動側プーリと従動側プーリとにそれぞれ油室を設け
るとともに、駆動側プーリの油室へは変速制御弁によっ
て作動油を給排し、一方従動側プーリには負荷推力制御
弁によって作動油を給排するものが知られている。

上記変速制御装置の場合には、実際の変速比と運転状態
に応じて予め設定された目標変速比との偏差を演算し、
この偏差に応じて作動する電磁弁により変速制御弁を制
御しており、負荷推力制御弁は、伝達トルクに応じて作
動する電磁弁により制御している。即ち、両制御弁は別
個の因子によって独立して制御されるため、次のような
問題が生しる。

例えば、伝達トルクを一定として変速を行う場合には、
従動側プーリの油圧を一定に保持し、駆動側プーリの油
圧を実際の変速比と目標変速比との偏差に応じて変化さ
せることになる。このように一方のプーリ油圧のみを変
化させて所定の変速速度を確保するには、最大油圧であ
るライン圧を非常に大きな油圧に設定しなければならな
い、その結果、オイルポンプの吐出損失が大きくなり、
燃費を損なうとともに、過大な荷重がＶベルトに側圧と
して作用するので、Ｖベルトの寿命を低下させる問題が
ある。また、ライン圧を高く設定すると、低い油圧に調
圧する場合にアクチュエータである１Ｍ１弁の特性やス
プリング荷重などのバラツキの影響が出やすく、精度の
良い調圧は不可能となる。そのため、定常走行時でも油
圧が大きく変動してシャクリ現象を起こし易くなる。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、プーリ油圧の最大油圧を低く設定でき、オイルポン
プ損失の低減、Ｖベルトの寿命向上を実現するとともに
、調圧精度も優れたＶベルト式無段変速機の変速制御装
置を提供することにある。

〔発明の構成〕

本発明は、駆動側プーリおよび従動側プーリの双方に推
力を発生するための油室を設け、これら油室の油圧を制
御するためのアクチュエータをそれぞれ設けたＶベルト
式無段変速機の変速制御装置において、エンジン回転数
、車速、スロットル開度などの各種運転信号を検出する
装置と、上記検出装置にて検出された運転信号に基づい
てエンジン回転数または変速比の目標値を決定する手段
と、該目標値決定手段により決定された目標値と実際の
エンジン回転数または変速比との偏差に応じて駆動側プ
ーリおよび従動側プーリの油圧変化量を演算する手段と
、エンジントルクおよび変速比から駆動側プーリおよび
従動側プーリの釣り合い状態における基準油圧を決定す
る手段と、上記基準油圧決定手段にて決定された各プー
リの基準油圧を、上記油圧変化量演算手段により演算さ
れた各プーリの油圧変化量によって相反方向に補正し、
該補正結果に応じた制御信号を各アクチュエータに出力
する手段とを設けることにより、上記目的を達成する。

〔作用〕

即ち、エンジントルクおよび変速比により定常状態の駆
動側プーリおよび従動側プーリの基準油圧を推定する一
方、目標値と実際値との偏差に応じた各プーリの油圧変
化量を演算し、この油圧変化量を用いて各基準油圧を互
いに相反方向に補正するものである。換言すれば、双方
のプーリ油圧を別個の因子によって制御するのではなく
、エンジントルクと変速比、および目標値に対する実際
値の偏差によって相反方向にバランスを取りながら制御
している。従って、シフトダウン時には駆動側プーリの
油圧が低下すると同時に従動側プーリの油圧が上昇し、
シフトアップ時には駆動側プーリの油圧が上昇すると同
時に従動側ブーりの油圧が低下する。このように制御す
ることにより、各プーリの最大油圧であるライン圧を低
く設定することが可能となり、オイルポンプ損失の低減
、Ｖベルトの耐久性向上を実現できるとともに、プーリ
油圧を低く調圧する場合でもアクチュエータなどの特性
バラツキの影響を受けにくい。

〔実施例〕

第１図は本発明にがかるＶベルト式無段変速機の概略構
造を示す、エンジン１のクランク軸２はフライホイール
３およびダンパ機構４を介して入力軸５に接続されてい
る。入力軸５の端部には外歯ギヤ６が固定されており、
この外歯ギヤ６は無段変速装置１０の駆動軸１１に固定
された内歯ギヤ７と噛み合い、入力軸５の動力を減速し
て駆動軸１１に伝達している。

無段変速装置１０は駆動軸１１に設けた駆動側ブー１月
２と、従動軸１３に設けた従動側プーマ月４と、両プー
リ間に巻き掛けたＶベル目５とで構成されている。駆動
側プーリ１２は固定シープ１２ａと可動シープ１２ｂと
を有しており、可動シーブ１２ｂの背後には油室１６が
設けられている。一方、従動側ブーｌ１４も駆動側ブー
１月２と同様に、固定シープ１４ａと可動シーブ１４ｂ
とを有しており、可動シーブ１４ｂの背後には油室１７
が設けられている。上記油室１６および１７の油圧は、
後述する第１制御弁４３および第２制御弁４５にて制御
される。

従動軸１３の外周には中空軸１９が回転自在に支持され
ており、従動軸１３と中空軸１９とは湿式多板クラッチ
からなる発進クラッチ２０によって断続される０発進ク
ラッチ２０の油圧は発進制御弁４７によって制御される
。中空軸１９には前進用ギヤ２１と後進用ギヤ２２とが
回転自在に支持されており、前後進切換用ドッグクラッ
チ２３によって前進用ギヤ２１又は後進用ギヤ２２のい
ずれか一方を中空軸１９と連結するようになっている。

後進用アイドラ軸２４には後進用ギヤ２２に噛み合う後
進用アイドラギヤ２５と、別の後進用アイドラギヤ２６
とが固定されている。

また、カウンタ軸２７には上記前進用ギヤ２１と後進用
アイドラギヤ２６とに同時に噛み合うカウンタギヤ２８
と、終減速ギヤ２９とが固定されており、終減速ギヤ２
９はディファレンシャル装置３０のリングギヤ３１に噛
み合い、動力を出力軸３２に伝達している。

調圧弁４０は油溜４１からオイルポンプ４２によって吐
出された油圧を調圧し、ライン圧として第１制御弁４３
、第２制御弁４５および発進制御弁４７に出力している
。第１制御弁４３、第２制御弁４５および発進制御弁４
７は電子制御装置６０から出力される制御信号（例えば
デユーティ制御信号）によりソレノイド４４．４６．４
８を作動させ、ライン圧を調圧してそれぞれ油室１６．
１７と発進クラッチ２０とに制御油圧を出力している。

したがって、電子制御装置６０からソレノイド４４．４
６．４８への制御信号のみによって、無段変速装置１０
の変速比、ベルト張力および発進クラッチ２０のトルク
伝達容量を自在に制御できる。

なお、上記制御弁４３．４５．４７としては、例えば信
号油圧を発生する電磁弁と信号油圧に応じた油圧を出力
する油圧制御弁との組合せによって構成してもよく、あ
るいはりニヤソレノイド弁のような・電磁弁単体で構成
してもよい、いずれにしても、ソレノイド４４．４６．
４８に入力される信号に比例した油圧を出力できればよ
い。

第２図は電子制御装置６０の構造図を示し、図中、６１
はエンジン回転数Ｎ、７（入力軸５の回転数）を検出す
るセンサ、６２は車速■（出力軸３２の回転数）を検出
するセンサ、６３は従動軸１３の回転数Ｎ。ｗＬ　　（
発進クラッチ２０の入力回転数又は従動側プーリ１４の
回転数）を検出するセンサ、６４はＰ、Ｒ。

Ｎ、Ｄ、Ｌの各シフト位置を検出するセンサ、６５はス
ロットル開度を検出するセンサであり、上記センサ６１
〜６４の信号は入力インターフェース６６に入力され、
センサ６５の信号はＡ／Ｄ変換器６７でデジタル信号に
変換される。６８は中央演算処理装置（ＣＰＵ）、６９
は第１ソレノイド４４と第２ソレノイド４６と発進制御
用ソレノイド４８を制御するためのプログラムやデータ
が格納されたリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、７０は各
センサから送られた信号やパラメータを一時的に格納す
るランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）　、７１は出力イ
ンターフニーステあり、これらＣＰＵ６８、ＲＯＭ６９
、ＲＡ　Ｍ２Ｏ。

出力インターフェース７に入力インターフェース６６及
びＡ／Ｄ変換器６７はバス７２によって相互に連絡され
ている。出力インターフェース７１の出力は、出力ドラ
イバフ３を介して第１ソレノイド４４と第２ソレノイド
４６と発進制御用ソレノイド４８とに制御信号として出
力されている。

第３図は上記電子制御装置６０における変速比制御系の
ブロック図を示す０図面において、各種センサ６１〜６
５によって検出された運転信号のうち、例えばスロット
ル開度、車速、レンジ・モード信号が目標値決定手段８
０に入力される。目標値決定手段８０は例えば目標エン
ジン回転数Ｎ、を決定する手段であり、予め設定された
変速パターンに従９て目標エンジン回転数Ｎ、を決定す
る。なお、目標値としては目標エンジン回転数に限らず
、目標変速比でもよい、上記目標エンジン回転数Ｎっと
負帰還された実際のエンジン回転数Ｎ　ｊ　ｓとの偏差
は油圧変化量演算手段８１に入力され、上記偏差に応じ
た油圧変化量ΔＰが演算される。上記油圧変化量演算手
段８１によって演算された油圧変化量ΔＰは比例手段８
２．８３に入力され、それぞれ正の係数に＋、ｋｚを乗
算した上、後述する加え合わせ点Ｅ１６．８７に入力さ
れる。なお、上記比例手段８２゜８３に代えて、微分手
段や積分手段を含んだＰＩＤ制御手段を用いてもよい。

ＤＲ基準油圧決定手段８４は、エンジントルクと変速比
とを用いて、予め設定された釣り合い状態のデータマツ
プから駆動側プーリ１２の基準油圧Ｐ糞を決定しており
、ＤＮ基準油圧決定手段８５も同様にエンジントルクと
変速比とから釣り合い状態の従動側ブー１月３の基準油
圧Ｐ、を決定している。

上記釣り合い状態とは、双方のプーリに巻き掛けたＶベ
ルト１５が所定の位置に安定し、スリップなく効率良く
トルク伝達が行われる状態をいう、なお、エンジントル
クは実際に検出することは困難であるので、センサにて
検出されたスロットル開度及びエンジン回転数から予め
実測データにより得られたエンジン性能曲線に基づいて
エンジントルクを推定してもよい、また、変速比はエン
ジン回転数と車速との比で求められる。

基準油圧ＰえおよびＰ８はそれぞれ加え合わせ点８６．
８７に入力され、上記係数に、、に！を乗算した油圧変
化量と相反方向に加・減算される。即ち、加え合わせ点
８６では基準油圧Ｐ、ｌにに１×ΔＰを加算し、加え合
わせ点８７では基準油圧ＰＭからｋｔＸΔＰを減算する
。そのため、加え合わせ点８６の出力信号はＰ、　十に
、ＸΔＰとなり、加え合わせ点８７の出力信号はＰＨ−
ｋｔ　ＸΔＰとなる。

加え合わせ点８６．８７の出力信号はアクチュエータで
ある第１制御弁４３と第２制御弁４５とにそれぞれ入力
され、第１制御弁４３と第２制御弁４５はこれら入力信
号に応じた油圧を駆動側プーリ１２および従動側ブー１
月４のそれぞれの油室１６．１７に出力する。なお、ア
クチュエータとしては、上記のようなソレノイドを有す
る＠扉弁のほか、ステップモータを有する制御弁であり
でもよく、制御信号に応じた油圧を油室１６．１７に出
力できればよい。

第４図はある運転条件におけるエンジン回転数Ｎ　ｉ　
ｌｌと駆動側ブー１月２および従動側プーリ１４の各油
室１６．１７の油圧と設定データを示す、Ｈち、駆動側
ブー１月２の油圧（ＤＲ油圧という）は、目標エンジン
回転数Ｎ、を含むＮ１〜Ｎ！の制御域においてエンジン
回転数の上昇に伴いＯから最大油圧Ｐ。８まで連続的に
上昇するように設定されている。逆に、従動側ブー１月
２の油圧（ＤＮ油圧とイウ）は、Ｎ１〜Ｎ２の制御域に
おいてエンジン回転数の上昇に伴い最大油圧Ｐ。Ｘから
Ｏまで連続的に低下するように設定されている。

第４図から明らかなように、目標エンジン回転数Ｎ、に
おけるＤＲ油圧とＤＮ油圧とをそれぞれ基準油圧Ｐ、、
Ｐ、とじてあり、この実施例ではＰ　＊　＞　Ｐ　Ｎと
なるように設定されている。実際のエンジン回転数Ｎ１
ｆｉとすると、その時のＤＲ油圧とＤＮ油圧は、基準油
圧Ｒ＊　、ＰＨにそれぞれ補正項に、ｘΔＰ、　　ｋｌ
　ＸΔＰを相反方向に加減算することにより得られる。

つまり、実際のエンジン回転数Ｎ　ｉ　ｎが目標エンジ
ン回転数Ｎ８より高い場合には、ＤＲ油圧を上昇させＤ
Ｎ油圧を低下させることにより目標エンジン回転数Ｎ、
へ近づけ、逆に実際のエンジン回転数Ｎ　ｒ　ｎが目標
エンジン回転数Ｎ、より低い場合には、ＤＲ油圧を低下
させＤＮ油圧を上昇させることにより目標エンジン回転
数Ｎ６へ近づける。このように双方の油圧を相互に変化
させることにより変速制御を行うので、各プーリ油圧の
変動幅が小さくても目標値へ迅速に近づくことができ、
ベルトスリップを解消できるとともに、最大油圧Ｐ、□
を与えるライン圧を従来に比べて格段に低く抑えること
ができるので、オイルポンプの吐出損失を低減し、Ｖベ
ルト１５にかかる最大側圧を低減できてベルト寿命の向
上を実現できる。また、ライン圧を低くすることにより
、アクチュエータとしてデユーティ制御用電磁弁を使用
した場合、比例特性に優れた比較的高いデユーティ比領
域を使用できるため、電磁弁の特性バラツキやスプリン
グ荷重のバラツキに起因した調圧精度の低下を解消でき
、定常走行時のシャクリ現象などの不具合を解消できる
効果もある。

なお、第４図ではＤＲ油圧とＤＮ油圧の制御幅、ならび
にエンジン回転数に対する油圧の変化率（係数に１とに
、）を同一としたが、これに限らないことは勿論である
。また、第４図はあるエンジントルクにおけるＤＲ油圧
とＤＮ油圧の設定例を示したものであり、エンジントル
クの変化に伴い両油圧の設定も変化する。

また、第４図ではＤＲ油圧とＤＮ油圧の最大油圧Ｐ　１
Ｂ＋１１１を同一値としたが、それぞれ別個に最大油圧
を設定してもよい、ただ、同一値とすれば、各１−り油
圧を制御する制御弁を共通化できるので、制御系を簡素
化でき、安価に構成できる利点がある。

［発明の効果〕 以上の説明で明らかなように、本発明によれば双方のプ
ーリ油圧を別個の因子によって制御するのではなく、エ
ンジントルクと変速比、および目標値に対する実際値の
偏差によって相反方向にバランスを取りながら制御する
ので、プーリ油圧の変動幅が小さくなり、Ｖベルトのス
リップが未然に防止される。また、各プーリの最大油圧
であるライン圧を低く設定することができるので、オイ
ルポンプ損失を低減して燃費を向上させることができる
とともに、Ｖベルトに過度な側圧が作用しないので、耐
久性向上を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にがかるＶベルト式無段変速機の一例の
概略図、第２図は電子制御装置の構成図、第３図は電子
制御装置における変速比制御系のブロック図、第４図は
ＤＲ油圧およびＤＮ油圧とエンジン回転数との関係を示
す設定図である。 １・・・エンジン、１０・・・無段変速装置、１２・・
・駆動側プーリ、１４・・・従動側プーリ、１５・・・
Ｖベルト、１６゜１７・・・油室、４３・・・第１制御
弁（アクチュエータ）、４４・・・第１ソレノイド、４
５・・・第２制御弁（アクチエエータ）、４６・・・第
２ソレノイド、６０・・・電子制御装置、８０・・・目
標値決定手段、８１・・・油圧変化量演算手段、８２．
８３・・・比例手段、８４・・・ＤＲ基準油圧決定手段
、８５・・・ＤＮ基準油圧決定手段、８６．８７・・・
加え合わせ点。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 駆動側プーリおよび従動側プーリの双方に推力を発生す
   るための油室を設け、これら油室の油圧を制御するため
   のアクチュエータをそれぞれ設けたＶベルト式無段変速
   機の変速制御装置において、エンジン回転数、車速、ス
   ロットル開度などの各種運転信号を検出する装置と、上
   記検出装置にて検出された運転信号に基づいてエンジン
   回転数または変速比の目標値を決定する手段と、該目標
   値決定手段により決定された目標値と実際のエンジン回
   転数または変速比との偏差に応じて駆動側プーリおよび
   従動側プーリの油圧変化量を演算する手段と、エンジン
   トルクおよび変速比から駆動側プーリおよび従動側プー
   リの釣り合い状態における基準油圧を決定する手段と、
   上記基準油圧決定手段にて決定された各プーリの基準油
   圧を、上記油圧変化量演算手段により演算された各プー
   リの油圧変化量によって相反方向に補正し、該補正結果
   に応じた制御信号を各アクチュエータに出力する手段と
   、を設けたことを特徴とするＶベルト式無段変速機の変
   速制御装置。