JPH01244926A - 無段変速機の制御装置 - 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、車両用のベルト式無段変速得において変速等
を電子的に制御する制御装置に関し、詳しくは、変速制
御用デユーティソレノイド系の故障時のフェイルセーフ
に関する。

【従来の技術】

従来、この種の無段変速機の制御として、種々の入力信
号を電気的に処理し、変速制御用とライン圧制御用の各
ソレノイド弁をデユーティ信号により動作して、ライン
圧および変速制御する構成が本件出願人により既に提案
されている。ここで、変速制御用ソレノイド弁およびそ
の系路がハーネス断線等により故障した場合に関しては
、最低限の走行性を確保するため、ソレノイド弁のオフ
時にプライマリ圧をドレンして最大変速比の低速段を得
るようになっている。 なお、無段変速機の制御の故障時のフェイルセーフに、
関しては、例えば特開昭５９−１８７１５３号公報の先
行技術があり、エンジン出力センサに異常が生じた場合
は、変速比制御信号を徐々に°変化することが示されて
いる。

【発明が解決しようとする課Ｂ】

ところで、上記従来のものにあっては、変速制御用ソレ
ノイド弁が故障時に低速段側に動作することで、低速走
行で安全にダウンシフトして最大変速比で更に走行する
ことが可能になる。しかるに、高速走行の場合は急激に
ダウンシフトするため、エンジンの過回転、タイヤロッ
ク等を生じて危険を招くことがある。 なお上記先行技術は、本発明が対象とする変速制御用ア
クチュエータのソレノイド弁等が故障した場合には変速
制御が不能になるので、適用できない。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、変速
制御用ソレノイド系の故障時にエンジン過回転等を防止
して、常に安全に最低限の走行を確保するようにした無
段変速機の制御装置を提供することを目自勺とする。

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するため、本発明は、自動的に係合また
は解放する自動クラッチを備え、変速制御用ソレノイド
弁が非通電の場合に最大変速比の低速段に変速動作する
制御系において、上記変速制御用ソレノイド弁を含む系
路の故障の有無を判断する故障判定部を有し、故障判断
の場合は上記自動クラッチを解放するするように構成さ
れている。 また、故障判断の後、車両が停止した場合には上記自動
クラッチを係合制御する

【作　　　用】

上記゛構成に基づき、変速制御用ソレノイド弁を含む系
路の故障の有無が常に判断されており、故障時には自動
クラッチの解放でエンジンが切離されるので、ソレノイ
ド弁によりダウンシフト作用してもエンジンブレーキは
効かなくなって単なる惰行走行になる。そして、車両停
止時に自動クラッチが係合すると、既にソレノイド弁に
より最大変速比にホールドされることで、その最大変速
比で走行するようになる。 こうして本発明では、変速制御用ソレノイド系の故障時
に自動クラッチが併用して制御され、急激なエンジンブ
レーキが回避されるので、高速走行時にも安全性を向上
することが可能になる。

【実　施　例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第１図において、自動クラッチとして電磁クラッチを用
い、この電磁クラッチにベルト式無段変速機を組合わせ
た駆動系の全体構成について説明する。エンジン１は、
電磁粉弐等の電磁クラッチ２、前後進切換装置３を介し
て無段変速ｌ１４に連結し、無段変速機４から１組のり
ダクションギャ５、出力軸６．ディファレンシャルギヤ
νおよび車軸８を介して駆動軸９に伝動構成される。 電磁粉式クラッチ２は、エンジンクランク軸１０にドラ
イブメンバ２ａを、入力軸１１にクラッチコイル２Ｃを
具備したドリブンメンバ２ｂを有する。そしてクラッチ
コイル２Ｃに流れるクラッチ電流により両メンバ２ａ、
　２ｂの間のギャップに電磁粉を鎖状に結合して集積し
、これによる結合力でクラッチ接話およびクラッチトル
クを可変制御する。 前後進切換装置３は、入力軸１１と変速機主軸１２との
間にギヤとハブやスリーブにより同期噛合式に構成され
ており、少なくとも入力軸１１を主軸１２に直結する前
進位置と、入力軸１１の回転を逆転して主軸１２に伝達
する後退位置とを有する。 無段変速機４は、主軸１２とそれに平行配置された副軸
１３とを有し、主軸１２には油圧シリンダ１４ａを備え
たプーリ間隔可変のプライマリプーリ１４が、副軸１３
には同様に油圧シリンダ１５ａを備えたセカンダリプー
リ１５が設けられる。また、両プーリ１４゜１５には駆
動ベルト１６が巻付けられ、両シリンダ１４ａ　、　１
５ａは油圧制御回路１７に回路構成される。そして両シ
リンダ１４ａ　、　１５ａには伝達トルクに応じたライ
ン圧を供給してブーり押付力を付与し、プライマリ圧に
より駆動ベルト１６のプーリ１４．１５に対する巻付は
径の比率を変えて無段階に変速制御するように構成され
ている。 次いで、電磁粉式クラッチ２と無段変速機４の電子制御
系について説明する。エンジン１のエンジン回転数セン
サ１９．無段変３１機４のブライマリブーり回転数セン
サ２１．セカンダリプーリ回転数センサ２２．エアコン
やチョークの作動状況を検出するセンサ２３．２４を有
する。また、操作系のシフトレバ−２５は、前後進切換
装置３に機械的に結合しており、リバース（Ｒ）、ドラ
イブ（Ｄ）、スポーティドライブ（Ｄｓ　）の各レンジ
を検出するシフト位置センサ２６を有する。更に、アク
セルへダル２７にはアクセル踏込み状態を検出するアク
セルスイッチ２８を有し、スロットル弁開にスロットル
開度センサ２９を有する。 そして上記スイッチおよびセンサの種々の信号は、電子
制御ユニット２０に入力し、マイコン等を使用してソフ
ト的に処理される。そして電子制御ユニット２０から出
力するクラッチ制御信号が電磁クラッチ２に、変速制ｔ
３１Ｉ信号およびライン圧制御信号が無段変速機４の油
圧制御回路１７に入力して、各制御動作を行うようにな
っている。 第２図において、制御ユニット２０の電磁クラッチ制御
系と無段変速制御系について説明する。 先ず、電磁クラッチ制御系においては、エンジン回転数
Ｎｅとシフト位置センサ２６のＲ，Ｄ、ＤＳ以外のパー
キング（Ｐ）、ニュートラル（Ｎ）レンジの信号が入力
する逆励磁モード判定部３２を有し、例えばＮｅ　＜３
０Ｏｒｌｌｌノ場合、またはＰ、Ｎレンジの場合に逆励
磁モードと判定し、出力判定部３３により通常とは逆向
きの微少電流を流す。そして電磁クラッチ２の残留磁気
を除いて完全に解放する。また、この逆励磁モード判定
部３２の判定出力信号、アクセルスイッチ２８の踏込み
信号およびセカンダリプーリ回転数センサ２２の回転（
以下車速Ｖとする）信号が入力する通電モード判定部３
４を有し、発進等の走行状態を判別し、この判別信号が
、発進モード電流設定部３５．ドラッグモード電流設定
部３６．直結モード電流設定部３７に入力する。 発進モード電流設定部３５は、通常の発進またはエアコ
ン、チョーク使用の発進の場合において、エンジン回転
数Ｎｅ等との関係で発進特性を各別に設定する。そして
スロットル開度θ、車速Ｖ。 Ｒ，Ｄ、Ｄｓの各走行レンジにより発進特性を補正して
、クラッチ電流を設定する。ドラッグモード電流設定部
３６は、Ｒ，Ｄ、Ｄｓの各レンジにおいて低車速でアク
セル開放の場合に微少のドラッグ電流を定め、電磁クラ
ッチ２にドラッグトルクを生じてベルト、駆動系のガタ
詰めを行い、発進をスムーズに行う、またこのモードで
は、Ｄレンジのクラッチ解放後の車両停止直前までは零
電流に定め、惰行性を確保する。直結モード電流設定部
３７は、Ｒ，Ｄ、Ｄｓの各レンジにおいて車速Ｖとスロ
ットル開度θの関係により直結電流を定め、電磁クラッ
チ２を完全係合し、かつ係合状態での節電を行う、これ
らの電流設定部３５．３６．’３７の出力信号は、出力
判定部３３に入力し、その指示に従ってクラッチ電流を
定める。 次いで、無段変速制御の変速速度制御系について述べる
と、プライマリプーリ回転数センサ２１゜セカンダリプ
ーリ回転数センサ２２のプライマリ回転数Ｎｌ）とセカ
ンダリ回転ＢＮｓは実変速比算出部４０に入力し、実変
速比１＝Ｎｐ／Ｎｓにより実変速比ｉを算出する。この
実変速比ｉとスロットル開度センサ２９のスロットル開
度θおよびシフト位置センサ２６のシフト位置Ｒ，Ｄ、
Ｄｓは目標プライマリ回転−数検索部４１に入力し、Ｒ
，Ｄ、ＤＳの各レンジ毎に変速パターンに基づくｉ−θ
のマツプを用いて目標プライマリ回転数ＮＰＤを検索す
る。目標プライマリ回転数ＮＰＤとセカンダリ回転数Ｎ
Ｓは目標変速比算出部４２に入力し、目標変速比ｉｓが
ｉｓ＝　Ｎ　ＰＤ／　Ｎ　ｓにより算出される。そして
この目標変速比ｉｓは目標変速比変化速度算出部４３に
入力し、一定時間の目標変速比ｉｓの変化量により目標
変速比変化速度ｄ　ｉ　ｓ／ｄ　ｔを算出する。そして
これらの実変速比ｉ、目標変速比ｉＳ、目標変速比変化
速度ｄｉｓ／ｄｔと、係数設定部４４の係数Ｋｌ　。 Ｋ２は変速速度算出部４５に入力し、変速速度ｄｉ／ｄ
ｔを以下により算出する。 ｄｉ／ｄｔ　＝に１　　（ｉｓ−ｉ　）　＋に２　−ｄ
ｉｓ／ｄｔ上記式において、１ｓ−ｉは目標と実際の変
速比偏差の制ｔｉＩＩ量、ｄｉｓ／ｄｔは制御系の遅れ
補正要素である。 上記変速速度ｄｉ／ｄｔ　、実変速比ｉはデユーティ比
検索部４６に入力する。ここで、操作蓋のデュ−ティ比
りが、Ｄ　＝　ｆ　（ｄｉ／ｄｔ’、　ｉ　）の関係で
設定されることから、アップシフトとダウンシフトにお
いてデユーティ比りがｄｉ／ｄｔ−ｉのマツプを用いて
検索される。そしてこの操作量のデユーティ比りの値は
、駆動部４７を介して油圧制御回路１７の変速速度制御
用ソレノイド弁４８に出力する。 続いて、無段変速制御のライン圧制御系について述べる
。エンジン回転数センサ１９．スロットル開度センサ２
９のエンジン回転数Ｎｅとスロットル開度θが入力する
エンジントルク検索部５０を有し、θ−Ｎｅのトルク特
性マツプからエンジントルクＴを求める。このエンジン
トルクＴと実変速比算出部４０の実変速比ｉの信号は、
目標ライン圧設定部５１に入力し、エンジントルクに応
じた必要ライン圧と実変速比ｉの積で目標ライン圧ＰＬ
ｄを定める。一方、エンジン回転数によりポンプ吐出圧
が変化するのに伴いライン圧最大値が変動することから
、この変動状態を検出するためエンジン回転数Ｎｅと実
変速比ｉが入力する最大ライン圧検索部５２を有し、Ｎ
ｅ−１のマツプにより最大ライン圧Ｐ　Ｌｌａｘを求め
る。目標ライン圧ＰＬｄと最大ライン圧Ｐ　ＬＩＩｌａ
ｘは減圧値算出部５３に入力し、最大ライン圧Ｐ　Ｌｌ
ａｘに対する目標ライン圧ＰＬｄの割合でライン圧ＰＬ
Ｒを算出するのであり、これがデユーティ比検索部５４
に入力してライン圧ＰＬＲに応じたデユーティ比りを定
める。そして、このデユーティ信号が駆動部５５を介し
てライン圧制御用ソレノイド弁５６に出力するように構
成されている。 そこで、上記制御系において変速制御用ソレノイド系の
故障時の制御について述べる。先ず、ソレノイド弁４８
の回路に電流検出抵抗が接続され、この抵抗の入力ｌ１
ＩＩ電圧による電流検出部６０を有し、デユーティ検索
部４６と電流検出部６０の信号は故障判定部６１に入力
し、両者を比較して故障の有無が判断される。故障判定
部６１の出力とセカンダリプーリ回転数Ｎｓはクラッチ
制御系のクラッチ解放部６２に入力し、走行中に故ｒ＠
信号が入力するとクラッチ解放部６２による零電流を出
力判定部３３を介して出力する。また、デユーティ比検
索部４６の出力側には出力停止部６３が付加され、故障
信号により出力停止するようになっている。 次いで、このように構成された無段変速機の制御装置の
作用について説明する。 先ず、エンジン１からのアクセルの踏込みに応じた動力
が、電磁クラッチ２１前後進切換装置３を介して無段変
速ｔ１１４のプライマリプーリ１４に入力し、駆動ベル
ト１６．セカンダリプーリ１５により変速した動力が出
力し、これが駆動輪９側に伝達することで走行する。 そして上記走行中において、実変速比ｉの値が大きい低
″Ａ段においてエンジントルクＴが大きいほど目標ライ
ン圧が大きく設定され、これに相当するデユーティ信号
がソレノイド弁５６に入力して制御圧を生成し、その平
均化した圧力でライン圧制御することで、ライン圧ＰＬ
を高くする。そして高速段に移行するにつれて変速比ｉ
が小さくなり、エンジントルクＴも小さくなるに従い同
様に作用することで、ライン圧ＰＬは低下するように制
御されるのであり、こうして常に駆動ベルト１６での伝
達トルクに相当するプーリ押付は力を作用する。 上記ライン圧Ｐ［は、常にセカンダリシリンダ１５ａに
供給されており、ソレノイド弁４８の制御圧による図示
しない変速速度制御弁によりプライマリシリンダ１４ａ
に給排油することで、変速速度制御されるのであり、こ
れを以下に説明する。 先ず、プライマリプーリ回転数センサ２１．セカンダリ
プーリ回転数センサ２２およびスロ・ットル開度センサ
２９からの信号Ｎｌ）　、　Ｎｓ　、θが読込まれ、制
御ユニット２０の実変速比算出部４０で実変速比ｉを求
める。また、目標ブライマリブーり回転数検索部４１で
は実変速比１．スロットル開度θにより一旦目標プライ
マリプーリ回転数ＮＰＤがマツプにより検索され、目標
変速比算出部４２でこの目標プライマリプーリ回転数Ｎ
ＰＤに対応した目標変速比ｉｓが算出される。従って、
プライマリブーり回転数一定の領域では、目標変速比ｉ
ｓがＮｓ−θ法により算出したものと同一の固定値にな
るが、プライマリブーり回転数可変の領域では、目標変
速比ｉｓがＮＳ−θ法により算出したものに比べ、低速
段側にオフセットして設定され、更にその目標変速比Ｉ
Ｓが自ら変化する値になる。 これらの実変速比ｉ、目標変速比ｉｓおよび目標変速比
変化速度算出部４３のｄｉｓ／ｄｔ、係数設定部４４の
係数に１　、に２を用いて変速速度算出部４５で変速速
度ｄｉ／ｄｔを求める。そして、デユーティ比検索部４
６で変速速度ｄ　ｉ　／　ｄ　ｔと実変速比ｉに基づい
てデユーティ比りが検索される。 上記デユーティ信号は、ソレノイド弁４８に入力してパ
ルス状の制御圧を生成し、これにより変速速度制御弁を
給油と排油の２位置で繰返し動作する。ここでデユーテ
ィ比が小さくなると、オフ時間により変速速度制御弁は
給油位置での動作時間が長くなってプライマリシリンダ
１４ａに給油するようになり、こうしてアップシフトす
る。一方、デユーティ比が大きくなると、逆にオン時間
により排油位置での動作時間が長くなってプライマリシ
リンダ１４ａは排油され、これによりダウンシフトする
。そしてこの場合の変速速度ｄｉ／ｄｔはデユーティ比
の変化に対応していることから、目標変速比ｉｓと実変
速比１の偏差が小さい場合は、デユーティ比の変化が小
さくプライマリシリンダ１４ａの流量変化が少ないこと
で変速スピードが遅くなる。一方、目標変速比ｉｓと実
変速比ｉの偏差が大きくなるに従ってデユーティ比の変
化によりプライマリシリンダ１４ａの流量変化が増して
、変速スピードが速くなる。 こうして、低速段と高速段の変速全域において、変速速
度を変えながらアップシフトまたはダウンシフトして無
段階に変速することになる。 次いで、変速制御用ソレノイド系の故障時の作用を第３
図のフローチャート図を用いて述べる。 先ず、デユーティ比検索部４６とソレノイド系の電流検
出部６０の出力が故障判定部６１に入力し、特にソレノ
イド弁４８をオンするデユーティ信号の出力時に両者を
比較しており、電流検出部６０の電流値が異常に低い場
合は故障と判断する（ステップＳ１）、すると走行中の
場合は、クラッチ解放部６２による零電流がクラッチ制
御系の出力判定部３３により電磁クラッチ２に流れるこ
とで、電磁クラッチ２は直ちに解放する（ステップＳ２
）、そこで、エンジン１は切離されてエンジンブレーキ
が効かなくなる。一方、無段変速機４では、ソレノイド
弁４８が非通電の場合はプライマリ圧をドレンして最大
変速比側に動作するように予め設定されていることで、
空の状態で直ちにダウンシフトして最大変速比に戻るの
であり、この状態で惰行走行することになる。また、故
障信号は出力停止部６３に入力することで、デユーティ
信号は出力しなくなり、これにより駆動部４７のトラン
ジスタ等の素子が保護される。 上記惰行走行により車両停止し、この停車時にクラッチ
解放部６２の出力が消失してクラ・７千制御系は復帰す
る。かかる動作によりドライバは故障に気付き、最適な
場所に移動すべくアクセルを踏込むと、クラッチ制御系
の発進モード電流設定部３５により電磁クラ・ブチ２が
徐々に係合し、その後直結モード電流設定部３７により
直結電流が流れて電磁クラッチ２は停台状態に保持され
る（ステップ３３）。そこで、エンジン１の動力は電磁
クラブチ２以降に伝達するのであり、このとき無段変速
機４は最大変速比にホールドされているため、この変速
比のみで最低限の走行を行うことになる。 上述の動作をまとめて示すと第４図のようになる。 以上、本発明の一実施例について述べたが、これに限定
されるものではなく、自動クラッチとしてｔ磁りラッチ
以外にも適用できる。

【発明の効果】

以上述べてきたように、本発明によれば、無段変′ｉ！
１機の電子制御系で変速制御用ソレノイド系が故障した
場合は、クラッチは解放してエンジンブレーキの効きを
回避するので、高速時に急激なエンジンブレーキが作用
することによるエンジン過回転、タイヤロックが防止さ
れ、安全、性が向上する。 クラッチ解放の動作によりドライバが故障に気付き易い
。 ソレノイド系の故障時に出力停止するので、電子部品を
確実に保護し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の無段変速機の制御装置の実施例の概略
を示す構成図、 第２図は制御系のブロック図、 第３図は作用のフローチャート図、 第４図は作用状態を示すタイムチャート図である。 ２・・・電磁粉式クラッチ、４・・・無段変速機、２０
・・・制御ユニット、４８・・・変速制御用ソレノイド
弁、６１・・・故障判定部、６２・・・クラッチ解放部
、６３・・・出力停止部 特許出願人　　　　富士重、工業株式会社代理人　弁理
士　　小　橋　信　浮 量　　弁理士　　村　井　　　進 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）自動的に係合または解放する自動クラッチを備え
   、変速制御用ソレノイド弁が非通電の場合に最大変速比
   の低速段に変速動作する制御系において、 上記変速制御用ソレノイド弁を含む系路の故障の有無を
   判断する故障判定部を有し、 故障判断の場合は上記自動クラッチを解放することを特
   徴とする無段変速機の制御装置。（２）上記故障判断の
   後、車両が停止した場合には上記自動クラッチを係合制
   御することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の
   制御装置。 （３）上記故障判断の場合は、上記変速制御用ソレノイ
   ド弁への信号を停止することを特徴とする請求項１に記
   載の無段変速機の制御装置。