JPH0195943A - 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、車両用ベルト式無段変速機において変速制御
等を電子的に行う制御装置に関し、詳しくは、変速制御
用アクチュエータやバルブの故障。 断線等の異常時のフェイルセーフに間する。

【従来の技術】

この種の無段変速機においては、過渡状態の追従性と共
に収束性を向上するため、変速速度を制御対象として変
速制御を電子制御する傾向にある。 かかる電気制御では、電気的操作信号を油圧に変換する
ソレノイド弁、パルスモータ等のアクチュエータを使用
しており、このアクチュエータは高速段ヘシフトするに
応じて給油量を増すような仕様になっている。 このため、アクチュエータが故障、断線した場合は　給
油量の低下により走行中ならば急激にダウンシフトを生
じ９強いエンジンブレーキやタイヤロックを伴って運転
者に危険を感じさせる。ここで、アクチュエータ故障時
は変速比が妓大の低速段に保持されるだけで走行可能で
あり、かかる変速不能状態からドライバは故障を知るこ
とができる。従って、走行中の上記急激な減速に伴う危
険を回避してドライバに知らしめることが望まれる。 従来、上１已然段変速機の異常時対策に関しては、例え
ば特開昭６０−２３６６５号公報の先行技術がある。こ
こで、プーリの油圧低下、ベルトの変形等によりベルト
スリップを生じている異常時を対象とし、この場合はエ
ンジン出力を低下することが示されている。

【発明が解決しようとする問題点】

ところで、上記先行技術のものはライン圧低下等の異常
を対象としており、本発明の変速制御の異常とは異なっ
ている。、ｔな、先行技術のように異常時にエンジン出
力を低下しても、急激なダウンシフトに伴う危険を回避
できない。 本発明は、このような点に鑑み、変速制御用アクチュエ
ータの故障等の異常時における危険を未然に回避するよ
うにフェイルセーフする無段変速機の制御装置を提供す
ることを目的とする。 ｒ問題点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、変速速度を制褌対
雫にし、た操作信号を変速制御用アクチュエータに入力
して変速制御する制御系において、上記アクチュエータ
の部分に故障検出手段を設け、故障時にはライン圧を最
低に制御するように構成されている。

【作　　用】 上記構成に基づき、変速制御用アクチュエータの故障有
無が常に検出されており、故障時にアクチュエータによ
り例えばプライマリ圧が急低下してダウンシフトに移行
する場合に、ライン圧の敬低制御でベルトスリップを生
じてダウンシフトと共にエンジンブレーキ作用を遅延す
るようになる。 こうして本発明では、変速制御用アクチュエータの故障
時にダウンシフトが緩やかになって、危険を生じなくな
る。

【実　施　例】

１１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、電磁クラッチにベルト式無段変″ｉ機
を組合わせた駆動系の全本構成について説明する。エン
ジン１は、電磁粉式等の電磁クラッチ２１前後進切換装
置３を介して無段変速機４に連結し、無段変速機４から
１組のりタクシランギヤ５．出力軸６．ディファレンシ
ャルギヤ７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に流れるクラッチを流により両メンバ２ａ、
　２ｂの間のギャップに電磁粉を鋳状に結合して集積し
、これによる結合力でクラッチ接断およびクラッチトル
クを可変制御する。 前後連句換装Ｗ３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。 ！Ｉ！＃段変３！ｆｉ４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１
４ａ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ｌ１ｇ動ベルト１６が巻付けられ、両シリンダ
１４ａ　、　ＩＳａ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プーリ押付力を付与し
、プライマリ圧により１！Ｉ！勤ベルト１６のプーリ１
４．　Ｉｓ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・ソチ２と無段変速Ｉａ４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．無段変速機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Ｗ４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
、アクセルペダル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、変速制御
信号およびライン圧制御信号が前段変速機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以外のニュ
ートラル（Ｎ）、パーキング（Ｐ）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
００ｒｐｌの場合、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の車速Ｖ信
号が入力する通電モード判定部３４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■。 Ｒ，Ｄ、ｒ）Ｓの各走行レンジにより発進特性を補正し
て、クラッチ′ｒ４流を設定する。ドラッグモード電流
膜ｉ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■
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、かつ保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！
ｉ：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のプライマリプーリ回転数ＮＯと
セカンダリプーリ回転数Ｎｓ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１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は目標プライマリ回転数検索部４１
に入力し、ＲｌＤ、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Ｎ
ＰＤを検索する。目標プライマリ回転数ＮＰＧとセカン
ダリ回転１ｔ（Ｎｓは目標変速比算出部４２に入力し、
目標変速比ＩＳがｉｓ＝　Ｎ　、ｏ／　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１．目標変速比ｉＳ、目標変速
比変化速度ｄ　ｉ　ｓ／ｄ　ｔと、係数設定部４４の係
数に、、に２は変速速度算出部４５に入力し、変速速度
ｄｉ／ｄｔを以下により算出する。 ｄｉ／ｄｔ　＝に１（ｉｓ　−１）　十に２　・ｄ　ｉ
　ｓ／ｄ　を上記式において、１ｓ−ｉは目標と実際の
変速比偏差の制御旦、ｄ　ｉ　ｓ／ｄ　ｔ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、操作音のデユーティ比
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。そしてこの操作音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１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ｔ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１＆Ｎｅと
実変速比１が入力する最大ライン圧検索部５２を有し、
Ｎｅ−１のマツプにより最大ライン圧Ｐ　を求める。目
標ライン圧ＰＬｄと最大ラインＬ履 圧ＰＬＩｌは減圧値算出部５３に入力し、最大ライン圧
Ｐ　に対する目標ライン圧ＰＬｄの割合でライン圧ｍ ＰＬＲ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ＰｔＲ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アクチュエータ
の故障時のフェイルセーフとして、ソレノイド弁４８の
回路中に故障検出手段６０が設けられ、この故障検出手
段６０には更にデユーティ比検索部４６からのデユーテ
ィ信号が入力する。そして故障検出手段６０は、変速開
始後にデユーティ信号が入力する場合のソレノイド弁４
８の電流を検出し、この電流が一定値以下の場合に故障
判定する。また、ライン圧制御系のデユーティ比検索部
５４の出力側にはデユーティ比補正部６１が付加され、
上記故障判定信号によりライン圧を最低に補正するよう
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＠４のプライマリプーリ１４に入力し、駆動ベルト１
６．セカンダリプーリ１５により変速した動力が出力し
、これが駆動軸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１の値が大きい低
速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Ｖ、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ＰＬ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２
９からの信号Ｎｐ　、　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１を求める
。また、目標プライマリ回転数検索部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回転
数ＮＰＤがマツプにより検索され、目標変速比算出部４
２でこの目標プライマリ回転数ＮＰＤに対応した目標変
速比ｉｓが算出される。従って、プライマリ回転数一定
の領域では、目標変速比ｉｓ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ＩＳが自ら変化する鐘になる。 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３！？！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４６で変速速度ｄｉ／ｄｔと実変速比ｌ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ｉ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ｌ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。二とになる。 次いで、変速制御用のソレノイド弁４８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、走行中の変速開始後にデユーティ比検索部４６か
らデユーティ信号が出力すると、故障検出手段６０は故
障判定可能になり、ソレノイド弁４８の実際の電流を検
出する。そしてソレノイド弁４８自体の故障、断線を生
じてソレノイド弁４８が正常に機能しなくなると、変速
速度制御弁によりプライマリシリンダ１４ａは急深にド
レンしてプライマリ圧を低下し、このため無段変速＠４
はセカンダリシリンダ１５ａのライン圧によりベルト１
６をセカンダリプーリ１５側に移行してダウンシフトを
開始する。するとこのとき、故障検出手段６０の故障判
定信号によりデユーティ比需正部６１でライン圧を最低
に制御し、フラグセットによりこの状態に保つ。 そし７て無段変速ｗＡ４では、プライマリシリンダ１４
ａのプライマリ圧とセカンダリシリンダ１５ａのセカン
ダリ圧との差圧が非常に小さくなり、ライン圧最低でベ
ルトスリップが生じ易くなることで、ベルトスリップを
生じながらベルト１６はセカンダリプーリ１５側に移行
することになる。このため、ダウンシフトと共にエンジ
ンブレーキ作用は緩やかに行われ、最大変速比の低速段
に戻ってこの状態を保持する。 以上、本発明の実施例について述べたが、パルスモータ
や機械的手段でプーリを動作する場合にも適用可能であ
る。

【発明の効果】

以上述べてきたように、本発明によれば、電子的な変速
制御において変速制御用のソレノイド弁等のアクチエエ
ータの故障時には、急激なダウンシフトに伴う危険が回
避されるので、安全性が向上する。 故障時にはライン圧を最低制御するので効果が大きく、
制御も容易である。

【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を示す
全体梢成図、 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である。 ４・・・無段変速機、２０・・・電子制御ユニット、４
８・・・変速制御用ソレノイド弁、５６・・・ライン圧
制御用ソレノイド弁、６０・・・故障検出手段、６１・
・・デユーティ比補正部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 変速速度を制御対象にした操作信号を変速制御用アクチ
   ュエータに入力して変速制御する制御系において、 上記アクチュエータの部分に故障検出手段を設け、 故障時にはライン圧を最低に制御することを特徴とする
   無段変速機の制御装置。