JPH01164632A - 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
動側プーリまたは従動側プーリの一方に変速比を制御す
るための変速比制御用油室を設け、他方にトルク伝達に
必要な負荷推力を制御するための負荷推力制御■用油室
を設けた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、Ｖベルト式無段変速機において、特開昭５９−６
２７６１号公報に記載のように、駆動側プーリに変速比
制御用油室を設けるとともに、従動側プーリに負荷推力
制御用油室を設け、各油室への作動油の給排を行う２個
の制御弁と、各制御弁を制御するための信号油圧を発生
する電磁弁とを設けたものが知られている。

上記■ベルト式無段変速機を変速制御するには、例えば
スロットル開度および車速に応じた目標入力回転数を設
定し、目標入力回転数と実際の入力回転数との差が設定
値以上の時には変速比制御用の′Ｎ、磁弁を連続的に作
動させ、設定値以下の時には同電磁弁をデユーティ制御
することにより、実際の入力回転数を目標入力回転数へ
近づける方法が考えられる。上記変速制御において、定
常走行時には目標入力回転数と実際の入力回転数との差
が比較的小さく、変速比制御用の電磁弁がデユーティ制
御されるので、駆動側プーリの油圧（変速比制御油圧）
もさほど大きく変動しない。一方、キックダウン時やエ
ンジンブレーキ作動のためにＤレンジからＬレンジへ切
り換えた時のように、低速比方向へ短時間で変速する必
要が生じた場合には、目標入力回転数と実際の入力回転
数との差が設定値以上となるので、電磁弁が連続作動さ
れ、駆動側プーリの油圧は０まで急激に低下する。とこ
ろが、駆動側プーリにはエンジントルクが作用している
ため、変速比制御油圧が急激に低下すると■ベルトがス
リップを起こし、エンジン回転が吹き上がったり、■ベ
ルトを劣化させるといった問題がある。

かかる問題を解決するには、変速比制御油圧にベルトス
リップを起こさない最低油圧を設定し、如何なる状態で
も変速比制御油圧が最低油圧以下に低下しないように制
御すればよい。しかしながら、この場合には変速比制御
油圧が最低油圧以下には下がらないため、低速比への変
速時に変速速度が制限され、目標入力回転数と実際の入
力回転数とが大きく掛は離れていても、目標人力回転数
へ迅速に到達できない欠点がある。

〔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、変速過渡時におけるベルトスリップを防止でき、か
つ充分な変速速度を確保できる■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、駆動側プーリまたは従動側ブーりの一方に変
速比を制御するための変速比制御用油室を設け、他方に
トルク伝達に必要な負荷推力を制御するための負荷推力
制御用油室を設けた■ベルト式無段変速機において、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、
変速比制御用油室の油圧を制御する第１アクチュエータ
と、負荷推力制御用油室の油圧を制御する第２アクチュ
エータと、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変速比
制御用油室の変速油圧を決定する手段と、ベルトスリッ
プを起こさない変速比制御用油室の最低油圧を決定する
手段と、伝達トルクに応じて負荷推力制御用油室の負荷
油圧を決定する手段と、変速比制御用油室の油圧を上記
変速油圧または最低油圧のうち高い方の油圧に制御する
べく第１アクチュエータに信号を出力する手段と、上記
変速油圧が最低油圧より低い時、負荷推力制御用油室の
油圧を上記負荷油圧より上昇させるべく第２アクチュエ
ータに信号を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、定常走行時においては変速油圧が最低油圧より高
いので、変速比制御用油室の油圧が変速油圧に近づくよ
うに制御すればよい。また、キ。

クダウン時やエンジンブレーキ時のような低速比方向へ
の変速過渡時には、変速油圧がほぼ０となるので、この
場合には変速比制御用油室の油圧がベルトスリップを起
こさない程度の最低油圧となるように制御する。このと
き、負荷推力制御用油室の油圧を伝達トルクに応じた負
荷油圧に保持したのでは充分な変速速度が確保できなく
なるので、変速比制御用油室を最低油圧に保持すると同
時に負荷推力制御用油室の油圧を負荷油圧より上昇させ
、変速速度を早くする。

なお、負荷推力制御用油室の上昇油圧を一定値としても
よいが、変速油圧と最低油圧との差に応じて大きくすれ
ば、実際値が目標値と大きく掛は離れるとそれだけ変速
速度が増し、より迅速に目標値へ到達できる。

〔実施例〕

第１図は本発明にかかる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■ベルト１５とで構成されている。駆
動側ブー’Ｊ１２は固定シープ１２ａと可動シーブ１２
ｂとを有しており、可動シーブ１２ｂの背後には変速比
を制御するための変速比制御用油室１６が設けられてい
る。一方、従動側プーリ１４も駆動側プーリＩ２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の背後にはトルク伝達に必要な推
力をＶベル）１５に与える負荷推力制御用油室エフが設
けられている。上記変速比制御用油室１６および負荷推
力制御用油室１７の油圧は、後述する変速制御弁４３お
よび負荷推力制御弁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。発進ク
ラッチ２０の油圧は後述する発進制御弁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３
２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、ライン圧として変速制御弁４３
、負荷推力制御弁４５および発進制御弁４７に出力して
いる。変速制御弁４３、負荷推力制御弁４５および発進
制御弁４７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，
４６．４８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
４４．４６．４８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、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１ｔＭ１弁と信号油圧に応じた油圧を
出力するスプール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Ｎｉ（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Ｎａｕｔ　　（発
進クラッチ２０の入力回転数）を検出するセンサ、６４
はＰ、Ｒ，Ｎ、Ｄ、Ｌの各レンジまたは運転モードを検
出するシフト位置センサ、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は各ソレノイド４４
．４６．４８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
ーフェースであり、これらＣＰＵ６８、ＲＯＭ６９、Ｒ
ＡＭ７０、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４４，４
６．４８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。図面において、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
、スロットル開度、車速およびレンジ・モード信号から
予め設定された変速パターンに従って目標エンジン回転
数Ｎ８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。

変速油圧決定手段８１は上記目標エンジン回転数Ｎ、と
実際のエンジン回転数Ｎ　ｉ　ｎとの偏差を用いて、例
えばＰＩＤ制御により変速に必要な変速比制御用油室１
６の油圧、即ち変速油圧Ａを決定する。

最低油圧決定手段８２は、エンジントルクおよび変速比
から変速比制御用油室１６の最低油圧Ｂを決定する。最
低油圧Ｂはベルトスリップが発生しない最低限度の油圧
であり、エンジントルクの上昇につれて上昇し、また変
速比が高速比（Ｈ４ｇｈ）側へ移行するにつれて低下す
るべく設定されている。

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、例えば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ＩＩＩ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。

上記のように決定された変速油圧Ａと最低油圧Ｂは比較
手段８３に入力される。比較手段８３は両油圧ＡとＢと
を比較し、次式のように何れか高い方の油圧に応じた信
号Ｃを第１アクチュエータである変速制御弁４３に出力
する。

Ｃ＝　Ｍａｘ　（Ａ、　　Ｂ） 一方、負荷油圧決定手段８４はトルク伝達に必要なベル
ト圧力（負荷推力）を与えるための従動側ブーｉ月４の
油圧を決定するもので、最低油圧決定手段８２と同様に
、エンジントルクおよび変速比から従動側ブーＩＪ１４
に伝達されるトルクに応じた負荷油圧Ｅを決定する。上
記負荷油圧は、ベルトスリップを起こさずかつ伝達効率
が最良時の設定データから伝達トルクに応じて決定され
る。

負荷油圧補正手段８５は、上記変速油圧Ａが最低油圧Ｂ
より低くなった時に、その差（Ｂ−Ａ）に応じた補正油
圧りを決定する。

Ｄ＝に−Ｍａｙ　（Ｂ　　Ａ、　０）　　　（ｋ　：定
数）つまり、補正油圧りは変速油圧Ａが最低油圧Ｂより
高い時には０であり、変速油圧Ａが最低油圧Ｂより低く
なると、その差に応じて増大する。上記補正油圧りは負
荷油圧已に加算され、次式のように第２アクチュエータ
である負荷推力制御弁４５に信号Ｆとして入力される。

Ｆ＝Ｄ＋Ｅ 変速制御弁４３は入力信号Ｃに応じた油圧を駆動側プー
リ１２に出力し、負荷推力制御弁４５も入力信号Ｆに応
じた油圧を従動側プーリ１４に出力する。

これにより、無段変速装置１０の各ブー１月２．１４の
推力が調整され、変速制御が行われる。そして、変速制
御に伴って変化するエンジン回転数Ｎ　Ｉ　？は負帰還
され、制御が続行される。

第４図はある運転条件下におけるエンジン回転数Ｎ、い
と各油圧との設定データを示す。変速油圧Ａは目標エン
ジン回転数ＮＩＩを含むＮ、−Ｎ、の回転数領域の間で
は０から最大油圧まで直線的に変化し、Ｎ２以上では最
大油圧に保持され、Ｎ。

以下ではＯに保持される。また、最低油圧Ｂは駆動側プ
ーリ１２においてベルトスリップを起こさない程度のほ
ぼ一定油圧に設定されている。変速比制御用油室１６の
油圧Ｃは変速油圧Ａまたは最低油圧Ｂのうちいずれか高
い方の油圧となるように制御されるので、実線で示すよ
うにエンジン回転数がＮ３以上では変速油圧Ａと等しく
、Ｎ３以下では最低油圧Ｂと等しい。したがって、変速
比制御用油室Ｃは如何なる変速過渡時においても最低油
圧Ｂ以下にならず、ヘルドスリップが確実に防止される
。

一方、負荷油圧Ｅは伝達トルクに応じた所定値に設定さ
れているが、変速油圧Ａが最低油圧Ｂより低くなるＮ３
以下では補正油圧り分だけ付加され、Ｆのように上昇す
る。なお、変速油圧Ａは実際にはＯ以下には低下しない
が、計算上、変速油圧ＡがＮ１以下でも連続して低下し
たと仮定し、最低油圧Ｂと変速油圧Ａとの差に係数に舎
（図面ではに−１）を乗算した値を補正油圧りとしてい
る。

このように負荷推力制御用油室１８の補正油圧りを変速
油圧Ａと最低油圧Ｂとの差に応じて大きくすれば、キッ
クダウン時などにおいて実際のエンジン回転数Ｎｉが目
標エンジン回転数Ｎえと大きく掛は離れるとそれだけ低
速比への変速速度が増すことになり、より迅速に目標値
へ到達できる。

なお、負荷推力制御用油室１８の補正油圧りは変速油圧
Ａと最低油圧Ｂとの差に応じて変化させる場合の他、実
際のエンジン回転数Ｎ！＋＋と目標エンジン回転数Ｎ１
１との偏差に応じて変化させてもよく、さらに一定値と
してもよい。

なお、本発明は電子制御にて変速比制御油圧の最低油圧
を制限するものであるが、機械的手段、例えば駆動側プ
ーリ内に一定推力を発生するスプリングを設けたり、変
速比制御油圧を制御する制御弁に出力油圧を一定値以上
に規制するスプリングを設けることによって、駆動側プ
ーリの推力または変速比制御油圧を一定値以上に規制す
ることは可能である。しかしながら、機械的手段を用い
ると常に駆動側プーリの推力または変速比制御油圧が一
定値以上に規制されるので、例えば高速比状態のままエ
ンストを起こし、再度エンジンを始動したような場合に
は、再発進可能な低速比へ戻すことができない。同様な
問題は、高速比走行状態で急減速を行った場合にも起こ
り、車両停止時までに再発進可能な低速比へ戻し難くな
る。これに対し、本発明では、上記のようにトルクがＯ
又は微小な場合には、通常の変速制御時と異なり変速比
制御油圧を完全に０にするようにソフトウェアによって
制御できるので、低速比へ容易に戻すことができる。

本発明における第１．第２アクチュエータとしては、ソ
レノイドを有する制御弁のほか、ステップモータを有す
る制御弁であってもよく、制御信号に応じた油圧を変速
比制御用油室および負荷推力制御用油室に出力できれば
よい。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば変速比制
御油圧を変速油圧または最低油圧のうちいずれか高い方
の油圧となるように制御するので、キックダウン時やエ
ンジンブレーキ時のような低速比方向への変速過渡時に
変速油圧がほぼＯとなっても、変速比制御油圧が最低油
圧に保持される。

したがって、如何なる変速過程においてもＶベルトのス
リップを防止でき、Ｖベルトの早期劣化を防止できる。

また、上記のように変速比制御油圧を最低油圧に制限す
ると、充分な変速速度が確保できない場合が生じるので
、この場合には変速比制御用油室を最低油圧に保持する
と同時に、負荷推力制御用油室の油圧を上昇させ、変速
速度を早くする。これにより、実際値を目標値へ迅速に
近づけることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる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
各油圧とエンジン回転数との関係を示す設定図である。 ｌ・・・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・・・変速比制御用油室、１７・・・負
荷、推力制御用油室、４３・・・変速制御弁（第１アク
チュエータ）、４５・・・負荷推力制御弁（第２アクチ
ュエータ）、６０・・・電子制御装置、８０・・・目標
値決定手段、８１・・・変速油圧決定手段、８２・・・
最低油圧決定手段、８４・・・負荷油圧決定手段、８５
・・・負荷油圧補正手段。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　駆動側プーリまたは従動側プーリの一方に変速比を制
   御するための変速比制御用油室を設け、他方にトルク伝
   達に必要な負荷推力を制御するための負荷推力制御用油
   室を設けたＶベルト式無段変速機において、 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、変速比制御用油室の油圧を制御
   する第１アクチュエータと、負荷推力制御用油室の油圧
   を制御する第２アクチュエータと、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
   との偏差に応じて変速比制御用油室の変速油圧を決定す
   る手段と、ベルトスリップを起こさない変速比制御用油
   室の最低油圧を決定する手段と、伝達トルクに応じて負
   荷推力制御用油室の負荷油圧を決定する手段と、変速比
   制御用油室の油圧を上記変速油圧または最低油圧のうち
   高い方の油圧に制御するべく第１アクチュエータに信号
   を出力する手段と、上記変速油圧が最低油圧より低い時
   、負荷推力制御用油室の油圧を上記負荷油圧より上昇さ
   せるべく第２アクチュエータに信号を出力する手段とを
   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。