JPH0374679A - 車両用無段変速機の変速制御方法 - 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】 イ０発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、アクセルペダル踏み込み量、エンジンスロッ
トル開度のような運転者の加・減速意志を示す指標に応
じて設定される目標エンジン回転数と実エンジン回転数
との差に基づいて変速比を制御するようにした車両用無
段変速機の変速制御方法に関する。

（従来の技術） このような変速比の制御を行うに際しては、実エンジン
回転数を目標エンジン回転数に近ずけるように変速比の
制御がなされるのであるが、このとき、変速比の変化率
の大きさ、すなわち、変速比変化率のゲインを適切に設
定して、所望の特性を得ることができるようにする必要
がある。

このため、例えば、特公昭５９−４４５３７号には変速
比に応じてゲインを変化させるようになし、変速比（＝
入力回転数／出力回転数）が大きい程、ゲインを大きく
するような変速制横方法が知られている。これは、発進
時での変速比変化を速く行わせ充分な発進加速能力を発
揮できるよろにすることを目的とするものである。

また、特開昭８３−２２７３７号公報にはエンジン回転
に応じて変速比変化率のゲインを変化させるようになし
、エンジン回転数が大きくなる程、このゲインを小さく
するような変速制御方法も知られている。これは、低エ
ンジン回転でのアクセル操作に対する変速応答性を確保
し、且つ高エンジン回転での変速安定性を図ることを目
的とするものである。

°（発明が解決しようとする課題） しかしながら、エンジン回転数が大きい領域において上
記ゲインをあまり小さくすると、高速走行時のようにエ
ンジン回転が高い状態での走行中に、アクセルペダルを
踏み込んでキックダウンを行わせる場合に、変速比の変
化が遅れキックダウン応答性が良くないという問題があ
る。かといって、エンジン回転が大きい領域におけるゲ
インを大きく設定すると、キックダウン時に変速比が急
速に大きくなって（ＬＯＷ側に変化し）エンジン回転が
急上昇し、振動・騒音レベルが悪化するという問題があ
る。

本発明はこのような問題に鑑みたもので、キックダウン
においてエンジン回転の急上昇を防止でき、且つ高速走
行中でのキックダウン応答性を向上させることもできる
ような変速制御方法を提供することを目的とする。

口１発明の構成 （課題を解決するための手段） このよろな目的達成のため、本発明においては、運転者
の加・減速意志を示す指標に応じて設定される目標エン
ジン回転数と実エンジン回転数との差に基づいて変速比
を制御するのであるが、このときの変速比の変化率のゲ
インを、実エンジン回転数が高い範囲では低い範囲より
小さくなるように設定するとともに、実エンジン回転数
が所定回転以上の範囲においては、変速比（＝入力回転
数／出力回転数）が小さい範囲では大きい範囲より大き
くなるように設定し、この設定ゲインを用いて変速比の
制御を行う。

（作用） 上記方法により変速制御を行うと、まずエンジン回転数
が低い領域においては、ゲインが大きいのでこの領域で
のアクセル操作に対する変速応答性が良い。エンジン回
転数が高い領域では、変速比が小さければ、すなわちＴ
ＯＰ側であれば、ゲインが比較的大きく、このため、高
速走行時でのキックダウンに対する変速応答性が良い。

但し、このキックダウンにより変速比が変化して大きく
なるとゲインが小さくなる。すなわち、変速比が大きく
なると変速比の変化は小さくなるので、エンジン回転数
が過度に急上昇することが防止され、キックダウン時で
の振動・騒音の急激な増大が防止される。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施例について
説明する。

まず、第１図に本発明に係る方法により変速制御される
油圧式無段変速機およびその変速制御装置を示す。この
油圧式無段変速機ＴＭは、入力軸１を介してエンジンＥ
により駆動される定吐出量型油圧ポンプＰと、車輪Ｗを
駆動する出力軸２を有する可変容量型油圧モータＭとを
有している。

これらポンプＰおよびモータＭは、ポンプＰの吐出口お
よびモータＭの吸入口を連通させる第１油路Ｌａと、モ
ータＭの吐出口およびポンプＰの吸入口を連通させる第
２油路Ｌｂとの２本の油路により油圧閉回路を構成して
連結されている。

このためエンジンＥによりポンプＰが駆動されると、こ
のポンプＰからの吐出油は第１油路Ｌａを通ってモータ
Ｍに送られモータＭが回転駆動された後、第２油路Ｌｂ
を通ってポンプＰに戻される。この場合には、第１油路
Ｌａ内の油圧が高圧で第２油路Ｌｂ内の油圧が低圧とな
る。また、車両の減速時のように車輪Ｗからの駆動力を
受けてエンジンブレーキが作用する状態のときには、油
の流れは同じであるが、第１油路Ｌａが低圧で第２油路
Ｌｂが高圧となる。

一方、エンジンＥにより駆動されるチャージポンプ１０
の吐出口がチエツクバルブ１１を有するチャージ油路Ｌ
ｇおよび一対のチエツクバルブ３．３を有する第３油路
Ｌｃを介して油圧閉回路に接続されている。チャージポ
ンプ１０によりタンク１６から汲み上げられチャージ圧
すリーブパルブ１２により調圧された作動油が、チエツ
クバルブ３の作用により上記２本の油路のろち低圧側の
油路に供給される。

さらに、シャトルバルブ４を有する油路Ｌｄおよびクラ
ッチ５を有する油路Ｌｆが第１および第２油路Ｌａ、Ｌ
ｂ間に配設されている。シャトルバルブ４は両部路Ｌ　
ａ　＋　Ｌ　ｂのろちの低圧となる油路を油路Ｌｅを介
して低圧リリーフバルブ６に接続させ、クラッチ５は油
路Ｌｆの開度を制御する。油路Ｌｆが開放すると第１お
よび第２油路Ｌａ＊Ｌｂが短絡されポンプＰの吐出油は
この短絡油路Ｌｆを介して流れ、モータＭへは送られな
い。このため、クラッチ５の開度制御を行えば、変速機
ＴＭのクラッチ制御がなされる。

また、可変容量モータＭの容量を変速サーボユニット３
０により可変制御すれば、変速機ＴＭの変速比（＝入力
軸１の回転数／出力軸２の回転数）を可変制御すること
ができる。なお、この油圧モータＭは、例えば、斜板ア
キシャルプランジャモータであり、変速サーボユニット
３０により斜板の傾斜角を制御する。

この変速サーボユニット３０について説明する。このユ
ニット３０は、シリンダ３１と、このシリンダ３１に形
成されたシリンダ孔３１ａ内に図中左右に移動自在に挿
入されたピストンロッド３２とを有する。シリンダ孔３
Ｌａはピストンロッド３２が挿入された状態でプラグ３
３により開口端が覆われ、シリンダ孔り１ａ内空間はこ
の状態でピストンロッド３２のピストン部３２ａにより
二分割され左右油室３４．３５ｉが形成される。シリン
ダ３１には、左右油室３４，３５にそれぞれ連通するポ
ート３１ｃ、３１ｄが形成きれており、ポート３１ｃ、
３１ｄから左右油室３４．３５に所定油圧の作動油の給
徘を行ってピストンロッド３２が左右に移動される。

ピストンロッドＳ２は、リンク機構３８を介してモータ
Ｍの容量可変部材（例えば、斜板）に連結されており、
ピストンロッド３２を左右に移動させることによりモー
タＭの容量を可変制御することができるようになってい
る。本例では、ピストンロッド３２を右方向に移動させ
ると、変速比は大きくなる、すなわち、ＬＯＷ側に変化
し、左方向に移動させると変速比は小さくなる、すなわ
ち、ＴＯＰ側に変化するようになっている。なお、本例
では図示しないが、リンク機構３８中にピストンロッド
３２の移動力を増幅して伝達するサーボ機構を配設して
も良い。

上記ポー）３１ｃ、３１ｄにはそれぞれ油圧ライン７３
．７４が繋がり、これら両ライン７３゜７４は変速コン
トロールバルブ５０に繋がる。変速コントロールバルブ
５０は、ハウジンク５１と、第１ばね５４を挟んで対向
するとともにハウジング５１内に左右に摺動自在に挿入
された第１および第２スプール５２．５３と、第２スプ
ール５８を左方に付勢する第２ばね５５とを備えている
。

第１スプール５２の左端にはスロットルカム６５が当接
し、スロットルカム６５はスロットル開度に対応した右
方向への付勢力を第１スプール５２に与える。このため
、第２スプール６３は、第１ばね５４を介してスロット
ル開度（すなわち、アクセルペダル踏み込み量）に対応
した右方向への押力（これを第１押力と称する）を受け
る。また、第２スプール６３の右端には油路７１ｂを介
して送られるエンジン回転数に対応したガバナ圧Ｐ０が
作用しており、第２スプール５３は第２ばね５６の付勢
力とガバナ圧Ｐ０に対応する油圧力とを合わせた左方向
の押力（これを第２押力と称する）も受ける。このため
、第１押力と第２押力との差に応じて第２スプール５３
の左右方向移動位置が定まる。

第２スプール５３は、その左右方向移動に応じて、コン
トロール油圧Ｐ　ｃ、が供給される油路７２と、上記ボ
ー）３１ｃ、３１ｄに繋がる油路７３もしくは７４とを
連通させる溝５３ａ、５６ｂを有している。上記第１お
よ゛び第２押力がバランスして、第１図に示す位置に第
２スプール５３が位置した状態では、油路７２，７３．
７４は全て変速コントロールバルブ５０によって閉塞き
れており、ピストンロッド３２はその位置で静止保持さ
れ、変速比はそのまま維持される。

一方、アクセルペダルが踏み込まれる等して第１押力の
方が大きくなると、第２スプール５３は右動され、溝５
３ａを介して油路７２と７３こが連通されるとともに溝
５３ｂを介して油路７４と７５とが連通され、左油室３
４内にコントロール油圧Ｐｃが供給されるとともに右油
室３５内の油が排出きれ、ピストンロッド３２が右動さ
れて変速比が増大される（ＬＯＷ側に変速される）。

これとは逆に第２押力の方が大きくなると、第２スプー
ル５３は左動され、溝５３ｂを介して油路７２と７４と
が連通されるとともに溝５３ａを介して油路７３がドレ
ンに連通され、右油室３５内にコントロール油圧Ｐｃが
供給されるとともに左油室３４内の油が排出され、ピス
トンロッド３２が左動されて変速比が減少される（ＴＯ
Ｐ側に変速される）。

以上の作動において、第１押力は運転者の加・減速意志
を示す指標としての目標エンジン回転数に対応する力と
考えられ、第２押力は実エンジン回転数に対応するであ
る乙考えられるので、両押力の差、すなわち、目標エン
ジン回転数と実エンジン回転数との差に応じて変速比が
制御され、且つこの差が小さくなるように変速比の制御
がなされると言える。

このような変速制御に際して、第２押力の方が大きくて
変速比が小さくなるように（ＴＯＰ側に変化するように
）制御される場合には、変速比の変化率のゲインは一定
であるが、第１押力の方が大きくて変速比が大きくなる
よつに（ＬＯＷ側に変化するように）制御される場合に
は、油路７５を介しての排出（ドレン）油量が制御され
、エンジン回転数および変速比に応じて変速比の変化率
のゲインが異なるようになっている。

１ｉ１１ｉ出油１１７５は、ドレンコントロールバルブ
４Ｏに繋がるとともに、オリフィス８０を有した油路７
Ｂにも繋がっている。ドレンコントロールバルブ４０は
ハウジング４１内に左右に移動自在に挿入されたスプー
ル４２とこのスプール４２を右方向に付勢するばね４３
とな有する。スプール４２の右端には油路７１．７１ａ
を介してエンジン回転数に対応したガバナ圧Ｐ０が作用
しており、エンジン回転数が所定回転以下でガバナ圧Ｐ
０が小さい時にはばね４３の付勢力によりスプール４１
は右動して溝４２ａにより油路７６はドレン油路７７に
大きく開いている。ところがエンジン回転が所定回転を
越えると、ガバナ圧Ｐ０がばね４３の力に勝りスプール
４１は左動され、油路７５とドレン油路７７との連通開
口は、第１ａ図および第１ｂ図に示すように、スプール
４１の肩部に形成されたテーパ状切り欠き部４２ｂのみ
となり、極く小さくなる。

このため°、変速比が大きくなるようにＣＬＯＷ側に変
化するよりに）制御される場合での、油路７５を介して
の排出（ドレン）油量は、エンジン回転数が所定回転以
下では大きく、所定回転を越えると極く小さくなる。こ
の排出油量はピストンロッド３２の移動速度すなわち変
速比変化率のゲインに比例し、変速比変化率のゲインも
エンジン回転が所定回転以下で大きく、所定回転を越え
ると小さくなる。このゲインとエンジン回転数との関係
を示したのが第２図であり、実線Ｇ１で示すよろに、所
定エンジン゛回転数Ｎ１以下のときには、ゲインは大き
な値（Ｋ１）であり、Ｎ１近傍において急速に減少して
これ以上の高エンジン回転領域では極く小さな値（Ｋ３
）となる。

但し、上記ゲインの変化は、油路７Ｂを無視した場合で
の変化であり、ゲインはこの油路７６を介しての油の排
出による影響も受ける。油路７６の端部はサーボユニッ
ト３０のシリンダ３１に形成されたポート３１ｂに繋が
る。このポート３１ｂは、変速比が大きい場合ＣＬＯＷ
側の場合）にはピストンロッド３２により閉塞されるの
であるが、変速比が所定値より小さくなる（ＴＯＰ側に
なる）とロッド３２に形成された切り欠き３２ｂにより
外部ドレンに連通する。このため、変速比が所定値より
大きいときには、油路７６からの油の排出はなされず、
第２図の実線Ｇ、で示す特性となるのであるが、変速比
が所定値より小さくなると、オリフィス８０を有した油
路７６を介しての油の排出が加わり、ゲインは図におい
て破線Ｇ２で示すよろに中程度の値（Ｋｇ）となる。

なお、エンジン回転が所定回転Ｎ１以下のときにも変速
比が所定値より小さくなると油路７６を介した油の排出
が加わるのであるが、ドレンコントロールバルブ４０を
介してのドレン油路７７への排出開口が大きいため、オ
リフィス８０を有した油路７ｅを通っての油の排出は殆
どゲインに影響しない。

以上のようにゲインが変化する場合での車速Ｖとエンジ
ン回転数Ｎｅとの関係を示すのが第３図であり、この図
において、最大変速比線ＬＯＷと最小変速比線ＴＯＰと
の開領域が変速可能領域である。この領域のうち、エン
ジン回転数が所定回転数Ｎ宜より低回転となる領域Ａに
おいてはゲインはに１であり、この回転数Ｎ、より高回
転側の領域において変速比が所定値ｌ□より小さい領域
Ｂにおいてはゲインはに２であり、所定値ｉｌより大き
い領域Ｃにおいてはゲインはに３である。

このため、エンジン回転数が低い領域Ａにおいては、ゲ
インが太きく（Ｋｍ）、アクセル操作に対する変速応答
性が良い。エンジン回転数が高い領域では、変速比が大
きければ、すなわちＴＯＰ側であれば、ゲインが比較的
太きく（Ｋａ）、高速走行時でのキックダウンに対する
変速応答性が良い。但し、このキックダウンにより変速
比が変化して大きくなるとゲインが小さくなり、エンジ
ン回転数が過度に急上昇することが防止され、キックダ
ウン時での振動・騒音の急激な増大が防止される。

次に、上記とは異なるドレンコントロールバルブ１４０
を用いる場合について説明する。このバルブ１４０は、
第４図に示すように、ハウジング１４１内に左右に移動
自在に挿入されたスプール１４２と、このスプール１４
２を右方向に付勢するばね１４３とを有する。スプール
１４２の右端には油路１７１を介して送られるガバナ圧
Ｐ０が作用しており、エンジン回転が所定回転Ｎ１以下
のときにはスプール１４２はばね１４８により図示のよ
つに右動された状態となるが、エンジン回転が所定回転
Ｎ□を越えるとガバナ圧Ｐ０よる押力がばね１４３の付
勢力に打ち勝ってスプール１４２は左動される。なお、
このときの左動量はエンジン回転が大きくなってガバナ
圧Ｐ０が増加するに応じて大きくなる。

このバルブ１４０には、変速コントロールバルブ６０に
よって油路７４のドレンを行う油路１７５（第り図にお
ける油路７５と同じ）、およびサーボユニット３０のシ
リンダ３１に形成されたポート３１ｂに繋がる油路１７
６が図示のよろに繋がっている。

油路１７５は、エンジン回転が所定回転Ｎ、以下でスプ
ール１４２が右動した状態では、スプール１４２の溝１
４２ａを介してドレン油路１７７に連通しており、この
場合における変速比の増大方向への変化率のゲインは大
きい値に１となる。

エンジン回転が所定回転Ｎ１を越えてスプール１４２が
左動されると、スプール１４２によりドレン油路７７が
絞られドレン油路７７への排出油量が極く少なくなり、
変速比の変化率のゲインは、第６図において実線Ｇｌで
示すように、小さな値に３さなる。

但し、この実線の変化は、サーボユニット３０のポート
３１ｂが閉塞されており、油路１７８を介しての油の排
出が無い場合である。すなわち、変速比が所定値ｉｌよ
り大きい場合には、第６図の実線Ｇ１のよつにゲインが
変化する。ところが、変速比が所定値ｉ、より小さい場
合には、ポート３１ｂは外部ドレンに連通ずるため、油
路１７６を介しての油の排出が加わる。

この排出は油路１７５からスプール１４２の溝１４２ｂ
を介して行われるのであるが、溝１４２ｂの右前部には
テーパ状のノツチ１４２ｃが形成されており、このノツ
チ１４２ｃが絞りとして作用し、油路１７５から溝１４
２ｂへの流量が制限される。このノツチ１４２Ｃによる
絞り量は、スプール１４２への左動量が大きい程大きい
。すなわち、エンジン回転が高くなるほど絞り量が大き
くなり、排出油量が少なくなる。このため、このときの
ゲインは第５図で破線Ｇ３で示すように、エンジン回転
の増加とともに小さくなる。

このため、この場合においては、第Ｓ図における領域Ｂ
でのゲインは、領域Ａのゲインに１より小さく、領域Ｃ
でのゲインに２より大きく、且つ、エンジン回転数が大
きい程小さくなり、第１図および第２図で説明した制御
の場合よりきめ細かな制御ができる。

以上においては、油圧式無段変速機の場合を例にして説
明したが本発明はこれに限られるものではなく、他の形
式の無段変速機に用いることができるのは無論である。

ハ０発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、エンジン回転数が
低い領域においては、大きなゲインが設定されるのでこ
の領域でのアクセル操作に対する変速応答性が良い。一
方、エンジン回転数が高い領域では、変速比が小さけれ
ば、すなわちＴ。

Ｐ側であれば、ゲインが比較的大きいため、高速走行時
でのキックダウンに対する変速応答性が良い。そして、
このキックダウンにより変速比が変化して大きくなると
ゲインが小さくなる、すなわち、変速比が大きくなると
変速比の変化は小さくなるので、キックダウン時に変速
比が急速にＬＯＷ側に変化してエンジン回転数が過度に
急上昇することを防止でき、この時での振動・騒音の急
激な増大の防止を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明に係る方法により制御される油圧式無段変
速機およびその制御装置を示す油圧回路図、 第１ａ図および第１ｂ図はドレンコントロールバルブ用
スプールを示す断面図および平面図、第２図および第５
図は変速比変化率のゲインとエンジン回転数との関係を
示すグラフ、第８図は上記無段変速機を搭載した車両の
車速とエンジン回転数との関係を示すグラフ、第４図は
本発明に係る方法を用いる変速制御装置用のドレンコン
トロールバルブを示す断面図である。 １・・・入力軸　　　　　　２・・・出力軸４・・・シ
ャトルバルブ　　６・・・クラッチ３０・・・変速サー
ボユニット ４０・・・ドレンコントロールバルブ ６０・・−変速コントロールバルブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）運転者の加・減速意志を示す指標に応じて設定され
   る目標エンジン回転数と実エンジン回転数との差に基づ
   いて変速比を制御するようにした車両用無段変速機の変
   速制御方法において、 前記実エンジン回転数が高い範囲では低い範囲より変速
   比変化率のゲインを小さくするとともに、実エンジン回
   転数が所定回転以上の範囲においては、変速比（＝入力
   回転数／出力回転数）が小さい範囲では大きい範囲より
   前記ゲインを大きくする制御を行うことを特徴とする車
   両用無段変速機の変速制御方法。