JPH03189466A - 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機において電子的
に変速制御する制御装置に関し、詳しくは、変速用電気
信号の故障時のフェイルセーフに関する。

〔従来の技術〕

一般にこの種の無段変速機では、変速制御用のアクチュ
エータに電気信号で動作するバルブを用いて電子化する
傾向にある。かかる電子制御では、ケーブル、ソレノイ
ドの断線等の故障に対するフェイルセーフ対策が予め施
されている。この故障では必然的にバルブが一方に強制
的に動作することになり、この動作の方向は最大変速比
の低速段か、最小変速比の高速段のいずれかである。

そこで、本件出願人により既に提案されているものでは
、上述の変速用電気信号の故障の場合の走行性確保を重
視し、故障時にはバルブをドレン側に動作してプライマ
リシリンダのプライマリ圧を最低にし、最大変速比に固
定するようなバルブ構造になっている。しかし、かかる
フェイルセフ対策によると、高速走行時の場合には急激
に最大変速比にダウンシフトすることで急減速し、エン
ジン回転数の急激な上昇、ホイールロック、スピン　プ
ライマリ圧の低下に伴うベルトスリップ等が生じる危惧
がある。従って、変速用電気信号の故障に対するフェイ
ルセーフとしては、上記不都合を生じないようなバルブ
構造にすることが望まれる。

従来、上記急減速防１Ｆに関しては、例えば特開昭６１
−１０９９５７号公報の先行技術がある。

ここで、人力軸回転数センサに関連した故障が発生した
ときには、変速比が少なくとも故障発生時のものより大
きくなることを阻止する変速比調節手段を有することか
示されている。

〔発明か解決しようとする課題〕

ところで、」二足先行技術のものにあっては、入力軸回
転数の信号に異常が生じた場合に、誤って入力軸回転数
か必要以上に上昇する方向に変速制御するのを防止する
ものである。従って、変速信号自体は正常に出力しＣお
り、それが出力しないような故障時には適用できない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その［１
的とするところは、断線等の故障で変速用電気信号が出
力しない場合に、急減速等を生じること無く安全性の高
いフェイルセーフを行うことが可能な無段変速機の制御
装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記「１的を達成するため、本発明の無段変速機の制御
装置は、電気信号が入力するセカンダリ制御弁によりポ
ンプ吐出圧を調圧してセカンダリ圧を制御し、プライマ
リ制御弁によりセカンダリ圧を減圧して変速用プライマ
リ圧を制御する制御系において、上記プライマリ制御弁
は、電気信号が入力するソレノイドの電磁力、スプリン
グ力およびプライマリ圧による油圧反力を一直線上に作
用し、上記ソレノイドの電磁力に対し、プライマリ圧を
減少関数的に可変にするように構成するものである。

〔作　　　用〕

上記構成に基づき、無段変速機の油圧制御系に設けられ
るプライマリ制御弁は、ソレノイド電流の電気信号に基
づく電磁力でセカンダリ圧の減圧設定圧を可変にして比
例的にプライマリ圧を制御して変速制御する。そしてソ
レノイドの電磁力に対し、プライマリ圧が減少関数的に
制御されるため、断線等の故障時にソレノイド電流が人
力しないような場合には、プライマリ圧は最大になって
強制的に最小変速比に固定し、急減速等が生じないよう
にフェイルセーフする。

〔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、ロックアツプトルコン付無段変速機の
駆動系の概略について述べる。符号１はエンジンであり
、クランク軸２がトルクコンバータ装置３１前後進切換
装置４．無段変速機５およびディファレンシャル装置６
に順次伝動構成される。

トルクコンバータ装置３は、クランク軸２がドライブプ
レート１０を介してコンバータカバー１１およびトルク
コンバータ１２のポンプインペラ１２ａに連結する。ト
ルクコンバータ１２のタービンランナ１２ｂはタービン
軸Ｉ３に連結し、ステータ１２ｃはワンウェイクラッチ
１４により案内されている。タービンランナ１２ｂと一
体的なロックアツプクラッチ１５は、ドライブプレート
１０に係合または解放可能に設置され、エンジン動力を
トルクコンバータ１２またはロックアツプクラッチ１５
を介して伝達する。

前後進切換装置４は、ダブルピニオン式プラネタリギヤ
１６を有し、サンギヤ１６ａにタービン軸１３が入力し
、キャリア１６ｔ］からプライマリ軸２０へ出力する。

そしてサンギヤ１６ａとキャリア１６ｂとの間にフォワ
ードクラッチ１７を、リングギヤＬ６ｃとケースとの間
にリバースブレーキＩ８を有し、フォーワードクラッチ
１７の係合てプラネタリギヤ１６を一体化してタービン
軸１３とプライマリ軸２０とを直結する。また、リバー
スブレーキ１８の係合てプライマリ軸２０に逆転した動
力を出力し、フォワードクラッチ１７とリバースブレー
キ１８の解放でプラネタリギヤ１６をフリーにする。

無段変速機５は、プライマリ輔２０に油圧シリンダ２１
を有するブーり間隔可変式のプライマリプーリ２２が、
セカンダリ軸２３にも同様に油圧シリンダ２４を有する
セカンダリプーリ２５が設けられ、プライマリプーリ２
２とセカンダリプーリ２５との間に駆動ベルト２６が巻
付けられる。ここで、プライマリシリンダ２１の方が受
圧面積が大きく設定され、そのプライマリ圧により駆動
ベルト２６のプライマリプーリ２２．セカンダリプーリ
２５に対する巻付は径の比率を変えて無段変速するよう
になっている。

ディファレンシャル装置６は、セカンダリ軸２３に一対
のりダクションギャ２７を介して出力軸２８が連結し、
この出力軸２８のドライブギヤ２９がファイナルギヤ３
０に噛合う。そしてファイナルギヤ３０の差動装置３■
が、車輪３２を介して左右の車輪３３に連結している。

一方、無段変速機制御用の油圧源を得るため、トルクコ
ンバータ１２に隣接してメインオイルポンプ３４か配設
され、このメインオイルポンプ３４がポンプドライブ軸
３５によりコンバータカバー１１に連結り、て、常にエ
ンジン動力によりポンプが駆動されて油圧が生じるよう
になっている。ここで無段変速機５では、油圧が高低の
広範囲に制御されることから、オイルポンプ３４は例え
ばローラベーン式で吸入、吐出ボートを複数組有して可
変容量型に構成されている。

次いて、油圧制御系として無段変速機制御系について述
べる。

先ず、オイルパン４０と連通するオイルポンプ３４から
の油路４１がセカンダリ制御弁５０に連通して所定のセ
カンダリ圧Ｐｓが生じており、このセカンダリ圧Ｐｓが
油路４２によりセカンダリシリンダ２４に常に供給され
る。セカンダリ圧Ｐｓは油路４３を介してプライマリ制
御弁６０に導かれ、油路４４によリプライマリシリンダ
２１に給排油してプライマリ圧Ｐｐが生じるように構成
される。

セカンダリ制御弁５０は、比例電磁リリーフ弁の直動式
てあり、弁本体５１に段付のスプール５２が挿入され、
スプール５２の一方にスプリング５３が付勢され、その
他方に比例ソレノイド５４のロッド５５が対向して連結
する。スプール５２には、大径のランド５２ａと小径の
ランド５２ｂが形成され、油路４１の油圧室５１ａで両
ランド５２ａ　、　５２ｂにセカンダリ圧Ｐｓを作用し
、チャンファ５２ｃてドレンポート５１ｂにオイルをド
レンするようになっている。これにより、スプリング５
３のスプリング力Ｆｓに対し、七カ〉ダリ圧Ｐｓの油圧
反力Ｐｓ　・ΔＳ（ΔＳは受圧面債差）と、ソレノイド
電流Ｉｓによる電磁押付力に−Ｉｓとが対向し、両者が
バランスするように調圧する。そこでこの場合のバラン
ス式を示すと、以Ｆのようになる。

Ｋ−Ｉｓ十Ｐｓ・Δ５＝Ｆｓ 従って第２図（ａ）のようにソレノイド電流Ｉｓにλ・
Ｉし、セカンダリ圧Ｐｓは１対１の比例関係で変化する
特性になる。そしてソレノイド電流Ｉｓが零の場合に、
セカンダリ圧Ｐｓは最大値（Ｆｓ／ΔＳ）になり、ソレ
ノイド電流Ｉｓの増大に応じセカンダリ圧Ｐｓが減じる
減少関数の特性になって、ソレノイド電流Ｉｓの信号の
故障に対してベルトスリップを防止するようなフェイル
セーフ機能を有する。

プライマリ制御弁６０は、比例電磁リリーフ弁の直動式
であり、弁本体６１に段付のスプール６２か挿入され、
スプール６２の一方にスプリング６３が付勢される。ま
た、比例ソレノイド６４の電磁力により突出する方式の
ロッド６５がスプール６２の他方に連結し、スプリング
荷重と共に設定圧を可変するようになっている。スプー
ル６２は、比例ソレノイド６４側に油路４３のポートｅ
ｔｂを開閉する小径のランド６２ａを、スプリング６３
側にドレンポート６１．ｃを開閉する大径のランドＢ２
ｂを有し、油路４４と連通ずる油圧室６１ａて両ランド
６２ａ　、　６２ｂにプライマリ圧Ｐｐが作用する。そ
してランドＢ２ａによりセカンダリ圧Ｐｓを導入し、ラ
ンドｔ３２ｂによりプライマリ圧Ｐｐをドレンして減圧
することで、所定のプライマリ圧Ｐｐが生じるようにな
っている。

これにより、スプリングＢ３のスプリング力Ｆｐに対し
、比例ソレノイド６４のソレノイド電流１ｐにより電磁
押付力に−Ｉｐとランド６２ａ　、　６２ｂとの受圧面
積差ΔＳに作用するプライマリ圧ｐｐの反力Ｐｐ　・Δ
Ｓが対向し、両者がバランスするように減圧する。そこ
で、この場合のバランス式を示すと以下のようになる。

Ｋ・Ｉｐ＋Ｐｐ　・Δ５−Ｆｐ 従って、この場合も第２図（ｂ）のようにソレノイド電
流Ｉｐに対し、プライマリ圧Ｐｐは１対１の比例関係で
変化する特性になる。そしてソレノイド電流Ｉｐが零の
場合にプライマリ圧Ｐｐは最大値（Ｆｐ／ΔＳ）になり
、ソレノイド電流Ｉｐに対しプライマリ圧Ｐｐが減少関
数の特性になって、ソレノイド電流■ｐの信号の故障時
にプライマリ圧Ｐｐを最大にするようなフェイルセーフ
機能を有する。

制御ユニット７０は、セカンダリ圧制御部７１でプーリ
とベルトの伝達トルク等に応じた１」標セカンダリ圧を
算出し、これに応じ比例関係でソレノイド電流Ｉｓを定
めて比例ソレノイド５４に出力する。

また変速用プライマリ圧制御部７２ては、所定の伝達ト
ルクでの所定の変速比を保つのに必要なプライマリ圧、
変速比の偏差を達成するに必要なプライマリ圧により［
Ｊ標プライマリ圧を算出し、これに応じた比例関係でソ
レノイド電流ｒｐを定めて比例ソレノイド６４に出力す
るように構ｌ戊されている。

なお、オイルポンプ３４は可変容量型であり、セカンダ
リ制御弁５０のドレン側の油路４５には常に比較的高い
潤滑圧が生じる。そこでこの潤滑圧が、トルクコンバー
タ１２．前後進切換装置４．ベルト２４の潤滑部等に供
給されるように回路構成されている。

次いで、かかる構成の無段変速機の制御装置の作用につ
いて述べる。

先ず、エンジン１の運転により、トルクコンバータ１２
のコンバータカバー１１．　ポンプドライブ軸３５によ
ってオイルポンプ３４が駆動して油圧が生じ、この油圧
がセカンダリ制御弁５ｏに導かれる。そこで停車時には
、プライマリ圧制御系の目標変速比１８等が無段変速［
５の機構上の最大変速比として例えば２．５より大きい
値に設定される。このため、目標プライマリ圧は最低に
なり、これに応じたソレノイド電流１ｐがプライマリ制
御弁６０の比例ソレノイド６４に入）ｊしてドレン側に
動作することで、プライマリ圧Ｐｐは生じない。このた
め、セカンダリ制御弁５０によるセカンダリ圧Ｐｓのす
べてはセカンダリシリンダ２４にのみ供給され、無段変
速機５はベルト２６が最もセカンダリプーリ２５の方に
移行した最大変速比の低速段になる。

このとき、図示しない油圧制御系によりロックアツプク
ラッチ１５を解放してトルクコンバータ１２に給油され
る。そこで、例えばドライブレンジにシフトすると、前
後進切換装置４のフォワードクラッチ■７が給油により
係合して前進位置になる。

このため、エンジンｌの動力がトルクコンバータ１２、
前後進切換装置４を介して無段変速機５のプライマリ軸
２０に入力し、プライマリプーリ２２．セカンダリプー
リ２５とベルト２６とにより最大変速比の動力がセカン
ダリ軸２３に出力し、これがディファレンシャル装置６
を介して車輪３３に伝達して発進可能になる。

そこで、アクセル踏込みにより発進する場合は、制御ユ
ニット７０のセカンダリ圧制御部７１で伝達トルク等が
推定され、これに応じたソレノイド電流Ｉｓがセカンダ
リ制御弁５０の比例ソレノイド５４に入力する。ここで
、発進時に伝達トルクが大きい場合は、ソレノイド電流
Ｉｓにより押付力が小さいことで、セカンダリ圧Ｐｓは
高く設定される。

一方、変速開始後に変速比が減じ、ロックアツプクラッ
チ１５が係合し、更にアクセル踏込みが減少操作されて
目標セカンダリ圧が小さくなると、ソレノイド電流Ｉｓ
は増大して押付力を増すことで、制御弁５０ではドレン
量が大きくなり、セカンダリ圧Ｐｓが低下制御される。

こうして、常に伝達トルクに対しベルトスリップしない
最小限のプーリ押付力を確保するように最適制御される
。

かかるセカンダリ圧Ｐｓはプライマリ制御弁６０・に導
かれ、減圧してプライマリ圧Ｐｐが生じることで変速制
御する。即ち、発進時の最大変速比ではソレノイド電流
Ｉｐが大きく、プライマリ制御弁６０で比例ソレノイド
６４による押付力が大きくて大径のランド６２ｂがドレ
ンポート６１ｃを開くドレン側に動作することで、プラ
イマリ圧Ｐｐは最低レベルになる。そして変速開始する
と、ソレノイド電流Ｉｐが徐々に小さく制御され、これ
に伴い押付力が減じて給油側に、即ち小径のランド６２
ａがポート６１ｂを開くように動作することで、プライ
マリ圧Ｐｐは順次高くなるのであり、このため、ベルト
２６はプライマリプーリ２２の巻付は径が大きくなる方
に移行し、変速比の小さい高速段にアップシフトする。

一方、減速または加速時にはソレノイド電流１ｐが増大
制御され、再びプライマリ制御弁６０で大径のランド８
２ｂがドレンポート６１ｃを開くドレン側に動作してプ
ライマリ圧Ｐｐを低下するようになり、このため、ベル
ト２６はプライマリプーリ２２の巻付は径が小さくなる
方に移行して低速段にダウンシフトするのであり、こう
してプライマリ圧ｐｐにより最大、最小の変速全域で各
運転および走行条件に応じ変速制御される。

上記セカンダリ圧およびプライマリ圧の制御において、
先ずセカンダリ圧制御用のソレノイド電流Ｉｓが断線等
の故障により入力しなくな７た場合について述べる。か
かる故障時には、セカンダリ制御弁５０でソレノイド電
流Ｉｓが零または非常に小さいことで、スプール５２が
スプリング５３の力によりドレンポート５１１）を全閉
するようにストロークし、これによりセカンダリ圧Ｐｓ
が最大値付近に固定される。このため、伝達トルク容量
が最大になり、いかなる条件でもベルトスリップを防止
するようにフェイルセーフされる。

次いて、プライマリ圧制御用のソレノイド電流Ｉｐが同
様に断線等の故障により入力しなくなった場合について
述べると、プライマリ制御弁６０でソレノイド電流■ｐ
が略零になる。そこで、スプール６２が同様にスプリン
グ６３の力によりドレンボート旧Ｃを全閉するようにな
り、これによりプライマリ圧Ｐｐはセカンダリ圧Ｐｓと
略等しい最大値に制御されることになる。このため、変
速途中の場合は直ちにプライマリプーリ２２がベルト巻
付は径が大きくなる方に移行し、最小変速比にアップシ
フトされて、最小変速比に強制的に固定保持される。従
って高速走行時には、急激にダウンシフトすることによ
る急減速やエンジンの吹上りが回避され、車輪の高回転
が保持されてホイールロック、スピン等が生じないよう
にフェイルセーフされる。

以上、本発明の実施例について述べたが、プライマリ制
御弁がソレノイドの電磁力による吸引式。

パイロット式の場合も、同様のフェイルセーフを行うこ
とが可能に構成し得る。

〔発明の効果〕 以上述べてきたように、本発明によれば、無段変速機の
電子的変速制御において、油圧制御系に設けられるプラ
イマリ制御弁は断線等により電気信号が入力しない場合
に、最小変速比の高速段にシフトして固定するようにフ
ェイルセーフするので、高速走行時の急減速およびそれ
に伴うホイールロック、スピン等が防止され、安全性等
が向上する。

さらに、プライマリ制御弁は比例電磁リリーフ弁式でソ
レノイドの電磁力に対しプライマリ圧を減少関数的に可
変にするように構成されているので、断線等の故障に対
し確実にフェイルセーフし得る。

また、セカンダリ制御弁も断線等の場合にセカンダリ圧
を最大に固定するようにフェイルセーフするので、ベル
トスリップ等を防止し得る。

【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を示す
全体構成図、 第２図（ａ）　、　（ｂ）はセカンダリ圧とプライマリ
圧のソレノイド電流に対する特性図である。 ５・・・無段変速機、２［・・・プライマリシリンダ、
２４・・・セカンダリシリンダ、４１．４２．４３・・
・セカンダリ圧油路、４４・・・プライマリ圧油路、５
０・・・セカンダリ制御弁、６０・・・プライマリ制御
弁、６２・・スプール、６３・・・スプリング、６４・
・・比例ソレノイド、７０・・・制御ユニット ７２．０ （ｂ） （ａ） ｓ ４７０−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気信号が入力するセカンダリ制御弁によりポン
   プ吐出圧を調圧してセカンダリ圧を制御し、プライマリ
   制御弁によりセカンダリ圧を減圧して変速用プライマリ
   圧を制御する制御系において、上記プライマリ制御弁は
   、電気信号が入力するソレノイドの電磁力、スプリング
   力およびプライマリ圧による油圧反力を一直線上に作用
   し、上記ソレノイドの電磁力に対し、プライマリ圧を減
   少関数的に可変にするように構成することを特徴とする
   無段変速機の制御装置。
2. （２）セカンダリ制御弁は、電気信号が入力するソレノ
   イドの電磁力、スプリング力およびセカンダリ圧による
   油圧反力を一直線上に作用し、 上記ソレノイドの電磁力に対し、セカンダリ圧を減少関
   数的に可変に構成することを特徴とする請求項（１）記
   載の無段変速機の制御装置。