JPH02221758A - 無段変速機のライン圧決定装置 - 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、トルクコンバータあるいはフルードカップリ
ングのような流体継手を備えた無段変速機のライン圧決
定装置に関する。

【従来の技術】

無段変速機（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ　Ｖａｒｉａｂ
ｌｅ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏ旧以下単にｒｃＶＴＪと
称する）は、その速度比ｅ　　（＝出力軸回転数Ｎｏｕ
ｔ／入力軸回転数Ｎ１ｎ）を連続的に制御することがで
き、従っていわゆる変速ショックがなく且つ燃費効率が
優れているため、近年車両用の動力伝達装置として注目
されてきている。 ベルト式ＣＶＴでは、エンジンの動力がベルトを介して
入力側プーリから出力側プーリへと伝達される。その際
、一般に入力側のプーリの有効径がそのときの走行状態
を考慮して最も適切な速度比が形成されるように変更さ
れ、−力出力側プーリの有効径が入力側プーリの有効径
の変更に追随して変えられるようになっている。 このときの有効径の変更は、油圧制御装置によって行わ
れる。この油圧制御装置における作動油の圧力はライン
圧と呼ばれ、従来いくつかの決定方法が開示されている
。 例えば、特開昭５６−６６５５３号公報には、ライン圧
を速度比（減速比）及び入力側プーリの回転数によって
決定する方法が開示されている。 又、特開昭６０−４９１５８には、ライン圧を次式に基
づいて決定する方法が開示されている。 ＰＬ＝　ｋ＋　ｌＴｅ　ｌ　　（（ｅ　＋１）／ｅ　）
＋　ｋ２（Ｎｏｕｔ　）　”十ΔＰ　　　−（１）ここ
で、Ｔｅは、エンジントルク、ｅはＣＶＴの速度比、Ｎ
ｏｕｔは出力側のプーリ回転数、ΔＰは余裕圧である。

【発明が解決しようとする課Ｕ】

しかしながら、前記公報に開示されたライン圧の決定方
法は、トルクコンバータにおけるトルク増大作用を考慮
していなかったため、トルクコンバータを組込んだＣＶ
Ｔの場合には、該トルクコンバータのトルク増大作用に
よるトルクの増大分を考慮して油圧を常に高目に維持し
ておく必要があるという問題があった。 即ち、トルクコンバータによっである程度のトルク増大
が行われたとしても、なおベルトを滑らせずに確実にト
ルク伝達を行わせなければならないため、その余裕を見
ておく必要があったものである。 従ッテ、トルクコンバータのトルク増大作用がない状態
のとき、即ちトルクコンバータの速度比が１に近い状態
のときには、ライン圧は必要以上に高くなってしまい、
その結果ベルトに必要以上の油圧がかけられ、該ベルト
の耐久性が低下するという問題が発生した。 又、一般にベルトによる動力伝達の効率は、該ベルトに
よる最大伝達容量と実際の伝達動力との差が大きいとき
ほど悪くなる傾向があるため、効率の面からも油圧が高
過ぎるというのは問題があった。 更に、常に不必要な高油圧を吐出する必要があるため、
オイルポンプの負荷の面についても好ましいことではな
かった。 一方、前記公報のライン圧決定方法をはじめ、従来のラ
イン圧決定方法は、いずれもＣＶＴの速度比（出力軸回
転数／入力軸回転数）をライン圧の決定要素の１つとし
て取込んでいたため、この速度比を知るためにＣＶＴの
入力軸、出力軸双方の回転数情報を入手することが必須
とされていた。 本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもの
であって、流体継手、特に該流体継手がトルクコンバー
タであった場合に、このトルクコンバータにおけるトル
クの増大作用をも考慮してライン圧を決定し、その結果
、不必要にライン圧が高くなるのを防止して車両の動力
性能の向上及び燃費の向上を図り、一方、ライン圧の決
定にあたって、特にＣＶＴの入力軸の回転数センサの設
置を省略し、その結果、その分のコスト上昇を抑えるよ
うにすることをその目的としている。

【課題を解決するための手段】

本発明は、第１図にその製管を示すように、流体継手を
備えた無段変速機のライン圧決定装置において、エンジ
ン負荷、エンジン回転数及び無段変速機の出力軸回転数
を検出する手段と、エンジン負荷、エンジン回転数、無
段変速機の出力軸回転数のみから、エンジントルク、前
記流体継手の速度比、容量係数、トルク比、タービント
ルク及び無段変速機の速度比を求め、これらから無段変
速機のライン圧を求める手段とを備えたことにより、上
記目的を達成したものである。 なお、本明細書において、「流体継手」には、トルク増
大機能を有するいわゆるトルクコンバータ、及びトルク
増大機能を有しないいわゆるフルードカップリングの双
方が含まれる。 又、本明細書において「エンジン負荷」には、エンジン
のスロットル開度、アクセル開度、吸気管負圧等が含ま
れる。 なお、エンジン回転数Ｎｅは、流体継手のポンプ（入力
側）回転数と、又、ＣＶＴの入力軸回転数は、（たとえ
ＣＶＴと流体継手との間に何らかの歯車ａ梢が設けられ
ていたとしても）流体継手のタービン（出力側）回転数
と同義であると考えられるのはいうまでもない。

【作用】

本発明においては、ＣＶＴのライン圧を決定するにあた
ってエンジン負荷θｔｈ、エンジン回転数Ｎｅ　、ＣＶ
Ｔの出力軸回転数Ｎ０ｕｔのみを検出する。 エンジン負荷θｔｈは、現時点での運転者の走行に関す
る意思を反映していると考えられる基本的なパラメータ
であり、例えばＣＶＴの速度比制御（特にその目標速度
比の設定）に当って重要なパラメータであり、本発明の
実施（ライン圧制御）のために新たな負担となる性格の
パラメータではない。 又、エンジン回転数Ｎｅは、エンジン、あるいはエンジ
ンに関係した制御を行うにあたって基本的に用いられる
パラメータであり、これも本発明に係る制御目的以外の
制御目的のために既に設けられていることが多く、本発
明の実施のために新たな負担となる性格のパラメータで
はない。 又、ＣＶＴの出力軸回転数Ｎ０ＩＪｔは、一般に、車両
の車速情報を得るためのパラメータとして用いられてお
り、従って、このパラメータも本発明を実施するために
新たな負担となる性格のパラメータではない。 本発明では、このような本発明の実施の如何に拘らず既
に取込まれているような情報のみに基づいてライン圧を
決定している。従ってＣＶＴの入力軸の回転数センサを
用いる必要がない分だけ、低コストでライン圧を決定す
ることができる。 又、本発明では、ライン圧の決定に当って流体継手がト
ルクコンバータであった場合に、該トルクコンバータに
よって行われるトルク増大が考慮されるような構成とな
っている。従って、必要以上に余裕をもたせた高目のラ
イン圧とする必要がなく、ベルトがスリラグしない必要
最小限のライン圧のみを供給することができるようにな
り、ベルトの耐久性の向上、伝達効率の向上及び油圧制
御装置におけるポンプに起因した動力損失の低減を図る
ことができるようになる。 本発明では、そのために、流体継手（トルクコンバータ
又はフルードカップリング）が現在どのような状態とな
っているかについて着目している。 即ち、エンジン負荷θｔｈとエンジン回転数Ｎｅとが検
出されると、その車両に搭載されているエンジンについ
て予め分かつている特性マツプ等により、そのときのエ
ンジントルクＴｅを求めることができる。 Ｔｅ＝ｆ（θｔｈ、　Ｎｅ　）　　　　−−−−−（１
）もし、流体継手にロックアツプクラッチが付設されて
おり、且つそのロックアツプクラッチが係合させられて
いるときは、流体継手によるトルク増大等が全くないた
め、このエンジントルクＴｅがそのままタービントルク
Ｔｔとなり、又、エンジン回転速度Ｎｅがそのまま入力
軸回転数Ｎｉｎとなる。従って、ライン圧ｐＬを（２）
式のようにして求めることができる。 ＰＬ＝　ｋｔ　ＩＴｔ　ｌ　（（ｅｃｖｉモ１）／　ｅ
ＯＶＴｌ　　　ｋ２Ｎｏｕｔ　’　＋　ｋ３＝（２）こ
こでｅＱ　Ｖ　ＴはＣＶＴの速度比（Ｎｏｕｔ／Ｎ１ｎ
）である。 一方、ロックアツプクラッチが付設されていない流体継
手の場合、あるいは付設されていたとしてもそれが非係
合状態にある場合は、流体継手のそのときの瞬間的な容
量係数Ｃを算出する。この容量係数Ｃは、（３）、（４
）式より（５）式のようにして求めることができる。 Ｉ　ｅ　ｍｅ　＝Ｔｅ　−Ｔｐ　　　　　−＝−−・−
（３）ＴＯ＝Ｃ−Ｎｅ２　　　　　　　・−・・−−−
−（４）Ｃ＝　（’ｒｅ　−Ｉｅ　ｔｈｅ　）　／Ｎｅ
　’−−−−−・（５）ここで、Ｉｅは、エンジンの回
転質量、ｔｈｅは、エンジンの角加速度（この＝Ｃは、
エンジン回転数Ｎｅの変化速度と同義であり、エンジン
回転数Ｎｅを入力することによりコンピュータ内の演算
処理によって求めることができる）、Ｔｏは、ポンプト
ルクである。 このようにしてその時点における瞬間的な容量係数Ｃが
算出されると、この容量係数Ｃから、その流体継手につ
いて予め分かつている特性マツプを用いて流体継手の速
度比ｅｔｃを求めることができる。 ｅＴ　ｃ　＝　ｆ　（Ｃ）　　　　　　＝　（６）流体
継手の速度比ｅＴＣが推定されると、当該流体継手につ
いて予め分かつている特性マツプに基づいて流体継手の
トルク比γＴＣを求めることができる。 γｒｃ＝　　ｆ（ａｒｃ）　　　　　　””　（７）流
体継手のトルク比γｙｃが求まると、（８）式から流体
継手のタービントルクＴｔを推定することができる。 Ｔｔ＝ｙｙｃ−Ｃ−Ｎｅ’　　　−・・・−・・（８）
一方、（６）式によって求められたｅＴｃを使って、Ｃ
ＶＴの速度比を（９）式のようにして算出することがで
きる。 ｅｃ　ｖ　７＝Ｎｏｕｔ　／Ｎｅ　Ｈ１／　ｅＴ　Ｃ・
・・、（９）このようにして、タービントルクＴｔ　、
ＣＶＴの速度比ｅｔｃ　Ｖ　Ｔが算出できれば、前述の
（２）式を用いてライン圧ＰＬを決定することができる
ようになる。 以上のようにして決定されるライン圧ＰＬは、流体継手
がトルクコンバータであった場合には、そのトルク増大
分まで考慮されているため、極めて最適値に近く、従っ
て余裕圧であるに３を比較的小さめにとることができる
。その結果、必要以上にライン圧がかけられることがな
くなり、ベルトの耐久性や燃費向上を図ることができる
ようになる。 又、ＣＶＴの速度比ｆＪｏ　Ｖ　Ｔをエンジン負荷θｔ
ｈ、エンジン回転数Ｎｅ　、ＣＶＴの出力軸回転数Ｎｏ
ｕｔのみから演算によって推定しているため、ＣＶＴの
入力軸の回転数センサを省略することができ、その分コ
ストを低減することができるようになる。

【実施例】

以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。 第２図に本発明が適用される軍両用のＣＶＴ及びその制
御系を示す。 図において１はエンジン、２はＣＶＴ、３は運転台、４
はアクセルペダル、５は変速位置センナ、６はスロット
ル開度を検出するスロットルセンナ、７は電気抵抗の変
化で水温を検出する水温センサ、８はＣＶＴ２のベルト
、９はＣＶＴ２の入力軸である。このＣＶＴ２の入力軸
９は、同時にトルクコンバータ１２の出力軸（タービン
別車）に直結している。 トルクコンバータ１２は、ポンプ開本１２Ａ、タービン
別車１２Ｂ、ステータ１２Ｃ１及びロックアツプクラッ
チ１２Ｄよりなり、エンジンｌのクランクシャフトに直
結されたポンプ開本１２Ａの回転がフルードを介してタ
ービン別車１２Ｂに伝達されるようになっている。この
とき、ポンプ開本１２Ａとタービン別車１２Ｂの回転数
の差が大きいときには、前記ステータ１２Ｃの機能によ
りトルク増幅が行われるようになっている。又、ロック
アツプクラッチ１２Ｄを係合させたときはトルクコンバ
ータ１２の入出力側が樋械的に直結されるようになって
いる。このトルクコンバータ１２自体の構成については
既に公知であるため詳細な説明は省略する。 符号１０はＣＶＴ２の出力軸、１１はＣＶＴのハウジン
グ、２１はエンジン１の回転数を電気回路等の電気信号
から検出するエンジン回転数センサ、２２はＣＶＴ２の
入力側プーリ、２３はＣＶＴ２の出力側プーリ、２４は
入力側プーリ２２の油圧室、２５は出力側プーリ２３の
油圧室、２７は出力側プーリ（出力軸）の回転数センナ
、３０はオイルタンク３１からオイルポンプ３２にて圧
送されな圧油の圧力を１！磁弁にて制御する圧力制御弁
、３５は圧力制御弁（ライン圧制御弁）３０によって制
御された圧油（ライン圧）の入力側プーリ２２の油圧室
２４への流量を電磁弁にて制御する流量制御弁である。 この流ｉ１制御弁３５によって内力側プーリ２２の有効
径が変更され、この入力側プーリ２２の有効径の変更に
追随してベルト８が弛まないように出力側プーリ２３の
有効径が変更されるため、結果としてＣＶＴ２の速度比
が変更される。 一方、電子制御部４０は、変速位置センサ５からの変速
位置信号Ｃｆが入力されるバッファ５０、出力ｌ１１７
−９（出力軸）の回転数センサ２７からの出力側プーリ
回転数信号ｖ１が入力されるバッファ５１、このバッフ
ァ５１の出力を波形成形する波形成形回路５２、スロッ
トルセンサ６からのエンジンスロットル開度θｔｈの信
号が入力されるバッファ６０、このバッファ６０の出力
を波形成形する波形成形回路６１、エンジン回転数セン
サ２１からのエンジン回転数信号Ｖ３が入力されるバッ
ファ５５、このバッファ５５の出力を波形成形する波形
成形回路５６、バッファ５ｏ、波形成形回路５２．５６
．６１からの信号が入力される入力ポードア０を入力系
として備える。 又、電子制御部４０は、圧力制御弁（ライン圧制御弁）
３０を電気的に制御する電磁弁駆動部８０、流量制御弁
３５を電気的に制御する電磁弁駆動部８１、両電磁弁駆
動部８０．８１を制御する信号を出力する出力ボート８
５を備えた出力系を有する。 更に、電子制御部４０は、上記入力ポードア０及び出力
ボート８５から入出力される信号（当然に前記圧力制御
弁３０を制御する電磁弁駆動部８０への信号を含む）を
演算しプログラムを記録する部分としてＣＰＵ９０、Ｒ
ＯＭ９１、ＲＡＭ９２を備え、更に以上の各素子へのタ
ロツク信号を出力するタロツク９５、バッテリ９６から
の電力を各素子へ供給する電源部９７を備えている。 次に、第３図を用いて電子制御部４０において実行され
る制御フローを説明する。 この実施例では、スロットル開度θｔｈ、エンジン回転
数Ｎｅ　、ＣＶＴの出力軸回転数Ｎ０Ｌｌｔの情報を基
にタービントルクＴｔを算出し、更にｃｖＴの速度比を
求めてＣＶＴのライン圧を決定するようにしている。 ステップ１０１では、スロットル開度θｔｈ、エンジン
回転数Ｎｅ　、ＣＶＴの出力軸回転数Ｎ０Ｌｌｔを読込
む。 ステップ１０２においては、スロットル開度θ

【ｈ、エ
ンジン回転数Ｎｅがら例えば第３図グラフ（Ａ）に示さ
れるような予め分がっている特性マツプからエンジント
ルクＴｅを求める。 ステップ１０３では、トルクコンバータ１２のロックア
ツプクラッチ１２Ｄが係合されているか否かが判断され
る。ロックアツプクラッチ１２Ｄが係合されているとき
は、ステップ１０４に進んでタービントルクＴｔがステ
ップ１０２によって求められたエンジントルクＴｅに等
しいとされ、更にステップ１０５においてＣＶＴの速度
比ｅＱＶＴがＮ０ｕｔ／Ｎｅに等しいとされる。 更に、ステップ１０６に進んで前述（２）式に基づいて
ライン圧ＰＬが決定される。 一方、ステップ１０３においてロックアツプクラッチが
非係合状態にあると判断されたときには、ステップ１０
７に進んで、その時点における瞬間的な容量係数Ｃが〈
５）式に基づいて求められる。 Ｃ＝　（Ｔｅ−Ｉｅ　ａｅ　）／Ｎｅ　’　＝　（５）
ここで、Ｉｅはエンジンの慣性質量、るｅは、エンジン
の角加速度である。このＭｅは、エンジン回転数Ｎｅの
変化速度と同義であり、Ｎｅから求めることができる。 ステップ１０８においては、例えば第３図グラフＣＢ）
に示されるような、搭載されているトルクコンバータ１
２について予め分かつている特性マツプに基づいてトル
クコンバータ１２の速度比ｌｃが求められる。 ステップ１０９においては、例えば第３図グラフ（Ｃ）
に求められるような、搭載されているトルクコンバータ
１２について予め分かっている特性マツプを用いて該ト
ルクコンバータ１２のトルク比γＴＣが求められる。 ステップ１１０においては、タービントルクＴｔが（８
）式に基づいて求められる。 Ｔｔ＝γＴ　Ｃ−Ｃ−Ｎｅ　’　　　−−−−−−、、
、（８）ステップ１１１においては、ＣＶＴの速度比ｅ
ＣＶＴが（９）式に基づいて求められる。 １３Ｑ　ｖ　ｒ＝Ｎｏｕｔ　／Ｎｅ　・１／　ｅＴ　Ｃ
＋＋＋　（９）このようにしてタービントルクＴｔ及び
ＣＶＴの速度比ｅＱ　Ｖ　Ｔが求められた後は、ステッ
プ１０６に進んでライン圧ＰＬが前述（２）式に基づい
て求められる。 このようにして求められたライン圧ＰＬに相当する信号
が前記出力ボート８５を介して前記電磁弁駆動部８０へ
と出方され、ライン圧ｐＬの供給が実現される。従って
、このような制御フローを繰返すことにより、ＣＶＴの
入゛カ軸回転数を検出することなく、しかも、トルクコ
ンバータ１２におけるトルク増大作用を考慮した上で、
ＣＶＴのライン圧を必要且つ充分な油圧に制御すること
ができるようになる。 即ち、第４図に示されるように、従来は、例えばＣＶＴ
の速度比ｅｃ　Ｖ　Ｔが最小のときは、スロットル開度
θｔｈの如何にかかわらずライン圧ＰＬは一義的に決め
られていた。しかしながら、スロットル開度θｔｈが、
例えば１００％（全開）のときと１０％のときとでは、
トルクコンバータ１２によって行われるトルク増大の程
度がかなり異なっており、スロットル開度θｔｈが低い
ときにはトルク増大がほとんど行われず、従ってライン
圧ＰＬもそれほど高いものを必要としない。 この実施例によれば、このトルクコンバータ１２による
トルク増大の影響を考慮した上でライン圧ＰＬを設定で
きるため、特にスロットル開度θｔｈが低く、トルクコ
ンバータ１２におけるトルク増大があまり行われないと
きにライン圧ＰＬが高くなり過ぎるのを防止することが
できるようになる。 なお、上記実施例においては、流体継手とじてトルクコ
ンバータが用いられる例が示されていたが、本発明は、
流体継手としてフルードカップリングが用いられる場合
にも同様に適用できることは明らかである。この場合、
フルードカップリングにはトルク増大作用がないなめ、
制御はより簡単になる。その一方で、トルク増大作用が
ないことから、本発明の効果の１つである「ライン圧の
最適化」という面ではあまりメリットはない、しかしな
がら、フルードカップリングを用いた場合でも、入力軸
の回転数センサを用いることなくライン圧を決定できる
という効果はそのまま得ることができるのは自明である
。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、ＣＶＴの入力軸回
転数センサを設けることなく、しかも、トルクコンバー
タにおけるトルク増大作用をも考慮した最適なライン圧
を決定することができるようになるという優れた効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の要旨を示すブロック図、第２図は、
本発明が適用されるＣＶＴ及びその制御系を示す全体概
略構成図、 第３図は、電子制御部によって実行される制御フローを
示す、一部にグラフ（Ａ）〜（Ｃ）を含む流れ図、 第４図は、決定されるライン圧について本実施例と従来
例とを比較して示した線図である。 Ｔｔ・・・トルクコンバータのタービントルク、ＰＬ・
・・ライン圧。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体継手を備えた無段変速機のライン圧決定装置
   において、 エンジン負荷、エンジン回転数及び無段変速機の出力軸
   回転数を検出する手段と、 エンジン負荷、エンジン回転数、無段変速機の出力軸回
   転数のみから、エンジントルク、前記流体継手の速度比
   、容量係数、トルク比、タービントルク及び無段変速機
   の速度比を求め、これらから無段変速機のライン圧を求
   める手段と、 を備えたことを特徴とする無段変速機のライン圧決定装
   置。