JPH01141271A - 直結機構付無段変速機の切換制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は入、出力軸間に無段変速経路と直結駆動経路と
を並列に設けた直結機構付無段変速機において、無段変
速駆動と直結駆動とを切り換えるための制御方法に関す
るものである。

〔従来技術とその問題点〕

従来、車両用無段変速機において、高速走行時の伝達効
率の向上と無段変速機の寿命向上を目的として、入、出
力軸間に、無段変速装置を有する無段変速経路と該無段
変速経路の最高速比近傍の直結伝達比を有する直結駆動
経路とを並列に設け、無段変速経路中には無段変速駆動
時に係合される第１クラッチを有し、直結駆動経路中に
は直結駆動時に係合される第２クラッチを有する直結機
構付無段変速機を本出廟人は従業した（特開昭６２−９
９２１４号公報）。上記直結機構付無段変速機の場合、
低速走行時においては無段変速駆動で走行し、高速走行
時には無段変速装置を空転させて直結駆動で走行するべ
く制御している。

上記無段変速機において、無段変速駆動と直結駆動との
間の切換条件としては種々のものがあり、特に頻繁な切
換ハンチングを防止するため、無段変速駆動から直結駆
動へは実際のエンジン回転数が目標エンジン回転数より
設定回転数だけ高くなった時に切り換え、直結駆動から
無段変速駆動へは実際のエンジン回転数が目標エンジン
回転数より設定回転数だけ低くなった時に切り換えるこ
とにより、一定のヒステリシスを与える方法が考えられ
る。

しかしながら、ヒステリシスを与える設定回転数を大き
な値に設定すると、例えば高速走行時に無段変速駆動か
ら直結駆動に切り換わり難く、効率の向上を期待できな
い場合があり、また低速走行時に直結駆動から無段変速
駆動へ容易に切り換わらず、急減速時に低速比への変速
が遅れる問題がある。一方、ヒステリシスを小さな値に
設定すると、低速走行時に無段変速駆動から直結駆動に
切り換わり易く、また高速走行時にも直結駆動から無段
変速駆動へ切り換わり易いため、不必要に頻繁なりラッ
チの断接を伴うだけでなく、伝達効率の向上を期待でき
ないという問題がある。

〔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、直結駆動と無段変速駆動の不必要に頻繁な切換を防
止するとともに、伝達効率の向上、低速比への変速遅れ
の解消などを実現できる直結機構付無段変速機の切換制
御方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、本発明は、入、出力軸間に
、無段変速装置を有する無段変速経路と該無段変速経路
の最高速比近傍の直結伝達比を有する直結駆動経路とを
並列に設け、無段変速経路中には無段変速駆動時に係合
される第１クラッチを有し、直結駆動経路中には直結駆
動時６−係合される第２クラッチを有する直結機構付無
段変速機において、実際のエンジン回転数が目標エンジ
ン回転数より第１回転数だけ高くなった時に無段変速駆
動から直結駆動へ切り換わり、実際のエンジン回転数が
目標エンジン回転数より第２回転数だけ低くなった時に
直結駆動から無段変速駆動へ切り換わるように制御され
、第１回転数は車速の増加につれて小さく設定され、第
２回転数は車速の増加につれて大きく設定されているこ
とを特徴とするものである。

［作用］ 即ち、無段変速駆動から直結駆動への切換ヒステリシス
を与える第１回転数は車速の増加につれて小さく設定さ
れているので、高速走行時には直結駆動へ切り換わり易
く、効率の良い走行を実現でき、低速走行時には直結駆
動に切り換わり難いので、不必要に頻繁な切換を防止で
きる。また、直結駆動から無段変速駆動への切換ヒステ
リシスを与える第２回転数は車速の増加につれて大きく
設定されているので、高速走行時には無段変速駆動へ切
り換わり難く、効率の良い走行を続行でき、また低速走
行時には僅かな回転数差でも無段変速駆動へ切り換わる
ので、減速時の低速比への変速が遅れるおそれがない。

〔実施例〕

第１図は本発明にかかる直結機構付無段変速機の概略構
成を示す。

図面において、エンジン１のクランク軸２はダンパ機構
３を介して入力軸４に接続されている。

入力軸４上には直結クラッチ５と、回転自在な直結駆動
ギヤ６とが設けられており、直結クラッチ５は直結駆動
時に直結駆動ギヤ６を入力軸４に対して連結するように
なっている。入力軸４の端部には外歯ギヤ７が固定され
ており、この外歯ギヤ７は無段変速装置１０の駆動軸１
１に固定された内歯ギヤ８と噛み合い、入力軸４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ｌＯは駆動軸１１に設けた駆動側プーリ１
２と、従動軸１３に設けた従動側プーリ１４と、両プー
リ間に巻き掛けたＶベルト１５とで構成されている。駆
動側プーリ１２は固定シープ１２ａと可動シーブ１２ｂ
とを有しており、可動シーブ１２ｂの背後にはトルクカ
ム装置１６と圧縮スプリング１７とが設けられている。

上記トルクカム装置１６は入力トルりに比例した推力を
発生し、圧縮スプリング１７はＶベルト１５が弛まない
だけの固定推力を発生し、これら推力によりＶベルト１
５にトルク伝達に必要なベルト張力を付与している。一
方、従動側プーリ１４も駆動側ブー１月２と同様に、固
定シーブ１４ａと可動シーブ１４ｂとを有しており、可
動シーブ１４ｂの背後には変速比制御用油室１８が設け
られている。上記変速比制御用油室１８の油圧は、プー
リ制御弁４３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４５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には上記直結駆動ギヤ６と前進用ギヤ
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２９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
。

上記直結機構付無段変速機において、直結クラッチ５、
直結駆動ギヤ６、カウンタギヤ２８、終減速ギヤ２９、
ディファレンシャル装置３０は直結駆動経路を構成し、
外歯ギヤ７、内歯ギヤ８、無段変速装置１０、発進クラ
ッチ２０、前進用ギヤ２１、カウンタギヤ２８、終減速
ギヤ２９、ディファレンシャル装置３０は無段変速経路
（前進時）を構成している。

そして、直結駆動経路における入力軸４と出力軸３２間
の直結伝達比は、無段変速経路における入力軸４と出力
軸３２間の最高速比（Ｈｉｇｈ）よりやや高速比側に設
定されている。

調圧弁４０は油溜４１からオイルポンプ４２を介して吐
出された油圧を調圧し、ライン圧としてプーリ制御弁４
３、発進制御弁４５および直結制御弁４７に出力してい
る。各制御弁４３．４５．４７はそれぞれ駆動用ソレノ
イド４４，４６．４８を存しており、電子制御装置６０
より各ソレノイド４４．．４６．４８に入力される制御
信号（例えばデユーティ制御信号）により、ライン圧を
調圧してそれぞれ油室１Ｂと発進クラッチ２０と直結ク
ラッチ５との油圧を制御している。したがって、電子制
御装置６０からソレノイド４４．４６．４８へ入力され
る制御信号のみによって、無段変速装置１０の変速比、
発進クラッチ２０および直結クラッチ５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、例えばス
プール弁と電磁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などの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４４．４６．４
８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ｊ６０の構造図を示し、図中、６
１はエンジン回転数Ｎｉ、ｌ（人力軸４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Ｎｏｕｔ（
発進クラッチ２０の入力回転数）を検出するセンサ、６
４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は各制御弁４
３、４５．４７を制御するためのプログラムや各種デー
タが格納されたリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、７０ば
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（ＲＡＭＬ７１は出力イン
ターフェースであり、これらＣＰＵ６８、ＲＯＭ６９、
ＲＡＭ７０、出力インターフェース７１、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
を介して上記ソレノイド４４．４６．４８に制御信号と
して出力されている。

第３図、第４図は上記無段変速機の変速線図であり、こ
の変速線図に基づいて無段変速駆動と直結駆動との切換
動作について説明する。

第３図は無段変速駆動から直結駆動への切換動作を示し
、例えばＡ点のようにスロットル開度および車速で決定
される目標エンジン回転数Ｎ、を保持しながら最高速比
旧ｇｈに到達すると、矢印で示すように実際のエンジン
回転数Ｎ、、、が目標エンジン回転数Ｎ、より第１回転
数ΔＮｐだけ高くなった時点で、発進クラッチ２０が遮
断、直結クラッチ５が締結され、直結駆動へ切り換わる
。同様に、Ａ点より高エンジン回転数のＢ点で走行中に
最高速比旧ｇｈに到達した場合にも、矢印で示すように
実際のエンジン回転数Ｎ　ｉ　ｎが目標エンジン回転数
Ｎ２より第１回転数ΔＮｐだけ高くなった時点で直結駆
動へ切り換わる。無段変速駆動から直結駆動への切換ヒ
ステリシスを与える第１回転数ΔＮｐは、第５図に示す
ように車速（エンジン回転数でも同様）の上昇に伴って
減少するように設定されている。したがって、高速走行
時には直結駆動に切り換わり易く、できるだけ直結駆動
で走行することにより伝達効率を向上させることができ
る。

また、低速走行時には直結駆動に切り換わり難いが、こ
れは低速走行時にはスロットル開度が大きく変化する場
合が多く、スロットル開度と車速とによって決定される
目標エンジン回転数も大きく変動するため、簡単に直結
駆動へ切り換わることによって走行が不安定となったり
、クラッチや無段変速装置（例えばＶベルト）の耐久性
を損なうのを防止するためである。

第４図は直結駆動から無段変速駆動への切換動作を示し
、例えば０点で走行中に実際のエンジン回転数Ｎｉがス
ロットル全閉時の目標エンジン回転数Ｎ、より第２回転
数ΔＮｌ１１だけ低くなると、発進クラッチ２０が締結
、直結クラッチ５が遮断され、無段変速駆動へ切り換わ
る。また、Ｄ点でスロットル開度を開いた場合、実際の
エンジン回転数Ｎ　ｉ　ＩＩがスロットル開度および車
速に応じた目標エンジン回転数Ｎ４より第２回転数ΔＮ
＋ｗ以上低い時には矢印のようにキックダウンが行われ
、発進クラッチ２０が締結、直結クラッチ５が遮断され
て無段変速駆動へ切り換わる。直結駆動から無段変速駆
動への切換ヒステリシスを与える第２回転数ΔＮｍは、
第５図に示すように車速（エンジン回転数でも同様）の
上昇に伴って増加するように設定されている。したがっ
て、直結駆動の高速走行時には無段変速駆動に切り換わ
り難く、多少のスロットル開度の増大ではキックダウン
を行わずに直結駆動を続行する。その理由は、高速走行
時には出来るだけ直結駆動で走行した方が効率が良く、
しか°も高速走行中にクラッチを断接すること自体が難
しいからである。一方低速走行時には無段変速駆動に切
り換わり易いので、急減速時などに即座に低速比への変
速を開始でき、車両停止までの間に確実に再発進可能な
低速比へ戻すことが可能となる。

つぎに、本発明の具体的な切換制御を第６図のフローチ
ャート図に従って説明する。

制御がスタートすると、最初に直結駆動状態であるか否
かを判別しくステップＳ、）、無段変速駆動状態であれ
ば、その時の変速比ｉと最高速比ｉ１．１とを比較する
（同Ｓ２）。ｉ　＞　ｉ、Ｈ，であれば発進制御用ソレ
ノイド４６をＯＮ、直結制御用ソレノイド４８をＯＦＦ
に維持し、変速制御を続行する（同Ｓ、）、一方、ｉ≦
ｉ１．７であれば最高速比に到達していることを意味す
るので、次に実際のエンジン回転数Ｎ１Ｍを、スロット
ル開度および車速に応じて決定される目標エンジン回転
数Ｎ、と第１回転数ΔＮｐとの和と比較する（同Ｓ４）
。Ｎ　ｉ　ｎ≦Ｎ、＋ΔＮ９であれば未だ直結駆動へ切
り換わるべき状態に到達していないので、（同Ｓ　３）
　（！ｌ：　同様に変速制御を続行する。一方、Ｎｉ、
＞ＮＲ＋ΔＮｐであれば直結駆動へ切り換わるべき状態
に到達しているので、発進制御用ソレノイド４６をＯＦ
Ｆ、直結制御用ソレノイド４８をＯＮＬ、直結制御を行
う　（同Ｓ、）。

また、（同Ｓ、）の判別において直結駆動状態であれば
、実際のエンジン回転数Ｎ　ｉ　ｎを、スロットル開度
および車速に応じて決定される目標エンジン回転数Ｎ、
ｌと第２回転数ΔＮｌ１１との和と比較しく同ｓｂ＞、
Ｎ１ｆｉ≧Ｎ、−ΔＮｍであれば未だ無段変速駆動へ切
り換わるべき状態に到達していないので、　（同Ｓｓ）
と同様に直結制御を続行する。−方、Ｎ　４　Ｒ＜　ｊ
’Ｊ　＊−ΔＮｍであれば無段変速駆動へ切り換わるべ
き状態に到達しているので、　（同Ｓ、）と同様に変速
制御を行う。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば無段変速
駆動から直結駆動への切換ヒステリシスを与える第１回
転数は車速の増加につれて小さく設定されているので、
高速走行時には直結駆動へ切り換わり易く、効率の良い
走行を実現でき、低速走行時には直結駆動に切り換わり
難いので、不必要に頻繁な切換を防止でき、クラッチや
無段変速装置の耐久性を向上できる。

また、直結駆動から無段変速駆動への切換ヒステリシス
を与える第２回転数は車速の増加につれて大きく設定さ
れているので、高速走行時には無段変速駆動へ切り換わ
り難く、出来るだけ直結駆動を続行して効率を向上でき
、また低速走行時には僅かな回転数差でも無段変速駆動
へ切り換わるので、減速時の低速比への変速が遅れるお
それがなく、エンジンストールを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる直結機構付無段変速機の一例の
概略構成図、第２図は電子制御装置のブロック図、第３
図は無段変速駆動から直結駆動への切換動作を示す変速
線図、第４図は直結駆動から無段変速駆動への切換動作
を示す変速線図、第５図はヒステリシスの特性図、第６
図は本発明の動作の一例を示すフローチャート図である
。 １・・・エンジン、４・・・入力軸、５・・・直結クラ
ッチ（第２クラッチ）、６・・・直結駆動ギヤ、１０・
・・無段変速装置、２０・・・発進クラッチ（第１クラ
ッチ）、３２・・・出力軸、４５・・・発進制御弁、４
７・・・直結制御弁、６０・・・電子制御装置。 第１図 第２図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　入、出力軸間に、無段変速装置を有する無段変速経路
   と該無段変速経路の最高速比近傍の直結伝達比を有する
   直結駆動経路とを並列に設け、無段変速経路中には無段
   変速駆動時に係合される第１クラッチを有し、直結駆動
   経路中には直結駆動時に係合される第２クラッチを有す
   る直結機構付無段変速機において、 実際のエンジン回転数が目標エンジン回転数より第１回
   転数だけ高くなった時に無段変速駆動から直結駆動へ切
   り換わり、実際のエンジン回転数が目標エンジン回転数
   より第２回転数だけ低くなった時に直結駆動から無段変
   速駆動へ切り換わるように制御され、第１回転数は車速
   の増加につれて小さく設定され、第２回転数は車速の増
   加につれて大きく設定されていることを特徴とする直結
   機構付無段変速機の切換制御方法。