JPH03144155A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、自動車や一般産業車両等に利用可能な車両用
流体機械式無段変速機の制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 流体ポンプ／モータを用いた無段変速機として、いわゆ
る流体圧伝動機（ＨＳ　Ｔ）が知られている。

しかしながら、この装置は無段変速性に優れてはいるが
、効率が必ずしも良くなく、速度範囲も満足のい（もの
ではない。そのため、かかるＨ３Ｔによる流体式伝動系
と差動機構（遊星歯車機構など）による機械式伝動系と
を入・出力軸間に並列に形成し、動力の伝達を両伝動系
に分担させることにより、Ｈ８Ｔの無段変速性と、歯車
伝動の高効率性とを共に発揮させ得るようにした流体機
械式の無段変速機（ＨＭＴ）が開発されている。

（参考文献、油圧工学（石原智男　朝倉書房）、ピスト
ンポンプモータの理論と実際（石原貞男コロナ社））。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような無段変速機を採用した車両におい
ては、車両が停止しアクセルオープンした時に、ブレー
キペダルを操作せずとも車両に一定の効果でロックが掛
けられることが望ましい。

そこで、かかる無段変速機の特徴を活かして／’％イド
ロロックをかけるべく、一対の流体ポンプ／モータを対
をなす液圧回路により閉ループ状に接続して構成される
流体式伝動系の各液圧回路間の差圧検出を行い、その差
圧がノ＼イドロロツクを可能にする値に保持されるよう
に流体ポンプ／モータの押し除け容積を変化させる制御
が試みられている。

しかし、車両停止場所が平坦な道であるか坂道であるか
等の状況によってハイドロロックに係る差圧設定が種々
に異なってくるため、かかる制御は実際上、極めて難し
いものがある。しかも、ノ＼イドロロック状態にすると
作動液の吐出量が低減するため、坂道での再発進時に良
好な始動性を得ることが難しくなる不都合を生じる。さ
らに、ドライバーによってはクリープ走行（アクセルオ
ゾン状態で車両が僅かに前進するような走行）を敢えて
好む者もおり、上記制御はクリープ有・無の２つのモー
ドからの選択によって利用し得るようにしておくことが
好ましいが、そのためには全（異なる制御系をｆｆ１２
列に構成しなければならなくなる。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであ
って、簡単な構造により、これらを有効に解決すること
を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手
段を講じたものである。

すなわち、本発明に係る制御装置は、車両用流体機械式
無段変速機としての一般的構成を備えたものに対して、
出力軸をロックし得る位置に配設されブレーキ信号を人
力されること（４よって作動する機械式のブレーキ機構
と、車速を検出する検出手段と、アクセル踏込量を検出
する検出手段と、両検出手段を通じて車速およびアクセ
ル踏込量を人力しそれらがともに略零とみなされるとき
に前記ブレーキ機構にブレーキ信号を出力する制御手段
とを具備してなることを特徴とする。

［作用］ このような構成のものであると、車両の停止状態を判断
するための両横出値がともに略零とみなされた時に、制
御手段からブレーキ機構にブレーキ信弓゛が出力され、
該ブレーキ機構が作動して出力軸にメカニカルなロック
を掛けることになる。

このため、平坦な道であるか、坂道であるか等の状況に
左右されることなく、車両を確実に停止させることが可
能になる。次に、アクセルを踏み込んだときには、制御
手段からのブレーキ信号が消失するため、ブレーキ機構
がロック状態を解除し、車両は発進可能な状態に戻され
ることになる。

しかも、停止動作がこのような制御を通じて行われると
、特に停止場所が坂道である場合の良好な発進性と、ク
リープ走行に係る選択性とが容易に実現可能となる。す
なわち、車両停止時は出力軸はメカニカルにロックされ
るため、極端に言えば、流体ポンプ／モータのポンプ押
し除け容積がいかなる値であり、吐出流量がどの程度大
きなものであっても車両が動き出すことはない（換言す
れば、一定の吐出状態の下に出力軸にある程度の駆動ト
ルクを作用させておくか、或いはロック解除と同時に即
座に出力軸に駆動トルクを作用させ得る状態にしておく
ことができる）。このため、その際の押し除け容積が適
当であれば、ロック状態が解除されると同時に出力軸は
応答性よく駆動されることになる。また、このような制
御を行うか否かを適当な人力操作を通じて選択できるよ
うにしておけば、制御を行う旨の選択をした場合には上
述した作用を通じてクリープ走行が防止され、制御を行
わない旨の選択をした場合には、ブレキが掛けられない
状態で吐出液が流れるため、出力軸に駆動力が及びクリ
ープ走行が行われるものとなる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

本発明の制御装置が適用される車両用流体機械式無段変
速機は、第１図に概略的に示されるように、円周方向に
等配に設けたプラネタリギヤ２の内側にサンギヤ１を噛
合させるとともに、外側にリングギヤ３を噛合させるこ
とで遊星歯車機構５を構成し、プラネタリギヤ２を軸承
するギヤリテーナ１４の中心にエンジンに連結されてな
る人力軸４を接続している。そして、この遊星歯車機構
５を主体とし、その周辺に、プラネタリギヤ２→サンギ
ヤ１→ギヤ１５→ギヤ１６→クラツチ１３−ギヤ１７−
ギヤ１８→伝動端ａ。からなる低速側の機械式伝動系ａ
と、プラネタリギヤ２−リングギヤ３−伝動端す。から
なる高速側の機械式伝動系すとを構成している。クラッ
チ１３はアクチュエータ１３ａにより前進時に接続され
、後退時に切断される。

また、通常のＨ８Ｔと同様に、一対の可変容量形流体ポ
ンプ／モータ７．８を対をなす液圧回路１９ａ、１９ｂ
により閉ループ状をなして接続してなる流体伝動機構９
を設けており、流体ポンプ／モータ７の入出力軸７ａを
前記ギヤ１７、ギヤ１８を介して低速側伝動端ａｏに接
続するとともに、流体ポンプ／モータ８の入出力軸８ａ
をギヤ２０、ギヤ２１を介して前記高速側伝動端す。に
接続することにより、可変速の流体式伝動系Ａ１Ｂを形
成している（流体ポンプ／モータ８は低速でポンプ、高
速でモータとして機能し、流体ポンプ／上〜り７は低速
でモータ、高速でポンプとして機能する）。７ｂ、８ｂ
はそれぞれ流体ポンプ／モータ７．８の押し除け容積を
変化させるためのアクチュエータである。そして、車輪
に連結された出力軸１０をギヤ２２、ギヤ２３を介して
回転要素２４に接続し、この回転要素２４に対して、前
記低速側伝動端ａ。をアクチュエータｌｌａにより断接
させる低速側のクラッチ１１と、前記高速側伝動端ｂｏ
をアクチュエータ１２ａにより断接させる高速側のクラ
ッチ１２とを設けている。

さらに、前記遊星歯車機構５のサンギヤｌに、バンドブ
レーキ機構２５を通じて制動を加えることができるよう
にしている。このバンドブレーキ機構２５は、コンパク
ト化を目的として、従来がらブレーキとして用いられて
いた爪クラッチや湿式多板クラッチ等に代替して採用さ
れているもので、底部２５ａ１をサンギヤ１の支持シャ
フト１ａに固設し筒部２５ａ２をリングギヤ３の外周を
包囲する形で配した有底筒状のブレーキドラム２５ａと
、このブレーキドラム２５ａの筒部２５ａ２に対して接
離可能に周設されたバンド２５ｂと、このバンド２５ｂ
を適宜緊締させるアクチュエータ２５ｃとから構成され
ている。

そして、前記各アクチュエータ７ｂ、８ｂ、１１ａ、１
２ａ、２５ｃを制御するために、マイクロコンピュータ
３０を採用している。このマイクロコンピュータ３０は
、中央演算処理装置３１と、各種のメモリ３２と、イン
ターフェース３３とを具備してなる通常のマイクロコン
ピュータシステムにより構成されている。そして、その
インタフェース３３には、回転速度センサ３４から検出
される車速Ｖと、回転速度センサ３５から検出されるエ
ンジン回転数Ｎと、低速モードを選択している際に高圧
となる液圧回路１９ａに設けられた圧力センサ３６から
の信号ｐと、高速モードを選択している際に高圧となる
液圧回路１９ｂに設けられた圧力センサ３７からの信号
ｑと、アクセル３８に設けられた位置センサ３８ａから
のアクセル踏込量ＡＣＣとがそれぞれ人力されるように
なっている。また、このインターフェース３３からは、
低速側クラッチ１１のアクチュエータｌｌａを作動させ
るための信号ｒと、高速側クラッチ１２のアクチュエー
タ１２ａを作動させるための信号Ｓと、前進用クラッチ
１３のアクチュエータ１３ａを作動させるための信号ｔ
と、流体ポンプ／モータ７．８の押し除け容積を調節す
るためのアクチュエータ７ｂ、８ｂを作動させるための
信号Ｕ、Ｖと、ブレーキ機構２５のアクチュエータ２５
ｃを作動させるだめの信号Ｗとが出力されるようにして
いる。そして、メモリ３２内に格納されている図示しな
いメインプログラムに従って所定の制御を行い、アクセ
ル踏込量に対応した目標エンジンスピードを実現するこ
とができるようになっている。

すなわち、かかる制御によると、低速前進時はクラッチ
１１．１３が「接」、クラッチ１２が１断」となること
で、エンジン動力は人力時に並列に分割され、一部が低
速側の機械式伝動系ａを通じて出力軸１０に伝達される
とともに、残りは流体式伝動系Ａを通じて出力軸１０に
伝達されることになり、高速走行時はクラッチ１２．１
３が「接」、クラッチ１１が「断」となることで、エン
ジン動力の一部が高速側の機械式伝動系すを通じて出力
軸１０に伝達されるとともに、残りは流体式伝動系Ｂを
通じて出力軸１０に伝達される。

また、トップロックアツプモード引き入れ時ではバンド
ブレーキ機構２５を作動させてサンギヤ１に制動を加え
ることで流体式伝動系Ｂをロックし、高速側の機械式伝
動系すを通じてのみ動力伝達を可能として、純機械駆動
を行ない高効率を達成する。さらに、後退時はクラッチ
１１が「接」、クラッチ１２．１３が「断」となること
で、全エンジン動力を流体式伝動系Ａを通じてのみ出力
軸１０に伝達させるようにするが、この際に、前記バン
ドブレーキ機構２５を作動させてサンギヤ１をロックし
、動力循環等を有効に防止してロスの少ない純液圧駆動
を実現する。

以」−のように構成される流体機械式無段変速機に対し
て、前記バンドブレーキ機構２５と、前記回転速度セン
サ３４と、前記位置センサ３８ａと、前記マイクロコン
ピュータ３０とが、本発明に係る制御装置を構成してい
る。すなわち、低速前進時においては前述したようにサ
ンギヤ１が出力軸１０に連結されるので、既存のバンド
ブレーキ機構２５を作動させればサンギヤ１を通じて間
接的に出力軸１０をロックすることができる。また、車
速Ｖ及びアクセル踏込ｆｌ　ＡＣＣも本来の制御のため
に必要であり、既に前記両センサ３４．３８ａを通じて
検出されるようになっている。したがって、実質的に付
加されているものは、マイクロコンピュータ３０のメモ
リ３２内に新たに格納されたプログラムと、ドライバー
がクリープの釘・無を選択するために設けられたクリー
プスイッチ３９のみである（その０Ｎ−ＯＦＦ信号ＳＷ
は、マイクロコンピュータ３０に入力されている）。プ
ログラムの内容は、第２図のフローチャートに示される
。

以下、同フローチャートに沿って、本発明に係る制御を
説明する。プログラムがスタートすると、先ずステップ
４１でアクセル踏込ｆｆ１Ａｃｃ＝０か否かが判断され
る。Ｎｏの場合は、ドライバーに走行の意志あり、アク
セル３８を踏込んでいる状態にあるから、ステップ４２
のメインプログラムに移って上述した目標エンジンスピ
ード制御を行い、実行後リターンする。前記ステップ４
１でＹＥＳと判断された場合は、次にステップ４３でＶ
＝０か否かが判断される。Ｎｏの場合は慣性走行を行っ
ている時であり、前述したステップ４２に行く。ＹＥＳ
の場合には、ドライバーに停止の意志があり、且つ、車
両が停止している状態であるから、ステップ４４に移っ
てクリープスイッチ３９の設定信号ＳＷがＯＦＦである
か否かが判断される。ＮＯの場合は、ステップ４５に移
り、若干のクリープをするよう、流体ポンプ／モータ８
のポンプ押し除け容積を増大させる（センサ３６．３７
から差圧を検出して一定の差圧が保持されるように制御
したり、エンジン回転数Ｎが一定以下になるように制御
する）。また、ＹＥＳの場合には、ステップ４６に移っ
てバンドブレーキ機構２５にブレーキ信号Ｗを出力して
出力軸１０をロックし、車両を強制停止させる。

しかして、このような制御装置を備えたものであると、
平坦な道であるか、坂道であるか等の状況に左右される
ことなく、車両が停止した後に確実に出力軸１０がロッ
クされることになる。このため、クリープ走行を好まな
いドライバーは、クリープスイッチ３９をＯＦＦにして
おくことで、フットブレーキを操作せずとも坂道等に確
実に停車することが可能になる。また、この状態からア
クセル３８を踏み込んだときには、ステップ４１がＮｏ
となり、即座にステップ４２に移って通常の制御が開始
されることになる。この際、ロック状態で流体ポンプ／
モータ８の押し除け容積をやや増大させておき、その吐
出液をリリーフ弁８Ｃを通じて逃がしておく等の手段を
講じれば、ロック解除直後に駆動トルクを出力軸１０に
作用させることが可能となり、坂道発進をスムーズに行
い得るものとなる。これに対して、クリープ走行を好む
ドライバーであれば、クリープスイッチ３９をＯＮにし
ておくだけで、停車後もポンプ／モータ８の押し除け容
積に応じて出力軸１０が駆動されるため、クリープ走行
状態が実現されることになる。

以−１−１本発明の一実施例について説明したが、−層
のコンパクト化のために、サンギヤ１とリングギヤ３と
の役割が低速モードおよび高速モードにおいてそれぞれ
前記実施例とは逆となるようにし、リングギヤ３外周に
バンドブレーキ機構を構成するようにしてもよい。また
、このようなブレキ機構は従来の爪クラッチや湿式多板
クラッチによることもできる。さらに、低速モードのみ
の無段変速機に対して本発明を適用し得ることは勿論で
ある。その他、各部の構成は本発明の趣旨を逸脱しない
範囲で種々変形が可能である。

［発明の効果コ 本発明は、以上のような構成であるから、フットブレー
キを使用せずに坂道に確実に停止することを可能にし、
しかも再発進時の良好な始動性を得ることが容易となり
、さらにクリープ走行に対するドライバーの選択性も簡
単に考慮に入れて構成することのできる無段変速機の制
御装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はシステム説明
図、第２図は制御の内容を概略的に示すフローチャート
図である。 ａ、ｂ・・・機械式伝動系 Ａ、Ｂ・・・流体式伝動系 Ｗ・・・ブレーキｆ言号 ４・・・人力軸 ５・・・差動機構（遊星歯車機構） ７．８・・・流体ポンプ／モータ １０・・・出力軸 ２５・・・バンドブレーキ機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 差動機構を主体として入・出力軸間に形成される機械式
   伝動系と、流体ポンプ／モータを主体として前記入・出
   力軸間に形成されポンプ押し除け容積を増減されること
   により伝動率を変化させる流体式伝動系とを備え、両伝
   動系を通じて入・出力軸間の動力伝達を並列に行い得る
   ように構成された車両用流体機械式無段変速機に適用さ
   れるものであって、出力軸をロックし得る位置に配設さ
   れブレーキ信号を入力されることによって作動する機械
   式のブレーキ機構と、車速を検出する検出手段と、アク
   セル踏込量を検出する検出手段と、両検出手段を通じて
   車速およびアクセル踏込量を入力しそれらがともに略零
   とみなされるときに前記ブレーキ機構にブレーキ信号を
   出力する制御手段とを具備してなることを特徴とする無
   段変速機の制御装置。