JPH0674843B2 - 車両用無段変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、無段変速機の急減速変速時、すなわち車両の
急加速時に有効な車両用無段変速装置に関する。

［従来の技術］ 内燃機関の出力する駆動力を無段階に変速する無段変速
機は、内燃機関を全運転領域に亘って最少燃料消費率で
運転制御できるので、近年自動車等の車両への適用が提
案されている。

ところで、上記無段変速機は、スロットルバルブ開度お
よび車速等に基づいて変速制御される。このため、例え
ば運転者が急激な加速を意図してアクセルペダルを踏み
込んだ場合等には、無段変速機の変速比を大きくする、
所謂急減速変速が行なわれる。このような場合には、車
両慣性が大きいので、無段変速機の出力軸回転速度は急
には低下せず、高い状態を維持する。したがって、急減
速変速により無段変速機の入力軸回転速度は急激に増加
する。この入力軸回転速度が内燃機関の回転速度より高
くなると、内燃機関は、駆動伝達系により駆動されるこ
とになり、所謂エンジンブレーキ状態を生じて車両は一
時的に制動力を受ける。このため、無段変速機を備えた
車両で急加速を行なうと、急減速変速に伴う制動力によ
り車両は一旦減速状態になった後加速状態に移行すると
いう現象が生じる。

このような不具合点に対する対策としては、例えば、内
燃機関と無段変速機との間に介装されている主クラッチ
を、急減速変速時には滑らせたり、分離したりして制動
力を抑制する技術が知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ かかる従来技術には、以下のような問題点があった。す
なわち、 （１） 内燃機関と無段変速機との間に介装された主ク
ラッチを急減速変速時に滑らせても、制動力の発生を完
全に防止することはできないという問題点があった。す
なわち、主クラッチの滑りの程度に応じた制動力が生じ
ていた。

（２） また、上記（１）のように主クラッチを滑らせ
るものでは、主クラッチの劣化を生じ易く、その信頼性
および耐久性が低下するという問題もあった。

（３） さらに、上記（１）の問題に対する対策とし
て、例えば主クラッチの滑り量を大きくしたり、完全に
分離するような改良技術も考えられた。しかし、このよ
うな改良技術は、主クラッチの接続時期の制御において
要求される応答性や精度の実現が極めて困難であり、い
まだ充分なものではなかった。

本発明は、急加速時における急減速変速に伴う制動力の
発生を防止する車両用無段変速装置の提供を目的とす
る。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するためになされた本発明は、第１図
に例示するように、 内燃機関M1の出力する駆動力を無段階に変速して駆動輪
に伝達する無断変速機M2の駆動力の入力側もしくは出力
側のいずれか一方に、駆動力の接続および分離を行なう
連結部M3を介装した車両用無断変速装置であって、 上記連結部M3が、 上記内燃機関M1から上記駆動輪に向って駆動力が伝達さ
れる場合に限り接続するワンウェイクラッチM4と、 該ワンウェイクラッチM4と並列に配設され、通常時は接
続しているクラッチM5と、 を有し、 さらに、上記無段変速機M2の急減速変速時に上記クラッ
チM5を分離する制御手段M6を備えたことを特徴とする車
両用無段変速装置を要旨とするものである。

無段変速機M2とは、例えば入力プーリと出力プーリとの
間にベルトを掛け、該ベルトの有効径を変化させる、所
謂ベルト式無段変速機により実現できる。また例えば、
トラクションローラを使用して無段変速を行なうトラク
ションドライブ式無段変速機であってもよい。

クラッチM5とは、例えば接続と分離との２状態に切り換
わるドッグクラッチ等により実現できる。また例えば、
乾式単板クラッチ等であってもよい。さらに例えば、通
常時はばね力の付勢により接続状態にあり、油圧式また
は電磁式等のアクチュエータの作動により分離状態に移
行するものから構成できる。

制御手段M6とは、無段変速機の急減速変速時にクラッチ
を分離するものである。例えば、無段変速機の急減速変
速時にアクチュエータに指令を出力してクラッチを分離
し、ワンウェイクラッチの駆動力伝達開始後、クラッチ
を接続するものでもよい。制御手段M6は、例えばディス
クリートな論理回路により実現できる。また例えば、周
知のCPUを始めとしてROM,RAMおよびその他の周辺回路素
子と共に論理演算回路として構成され、予め定められた
処理手順に従って制御手段M6を実現するものであっても
よい。

［作用］ 本発明の車両用無段変速装置は、第１図に例示するよう
に、無段変速機M2の急減速変速時には、制御手段M6が連
結部M3のクラッチM5を分離し、内燃機関M1から駆動輪に
向かう駆動力のみをワンウェイクラッチM4が伝達するよ
う働く。

すなわち、無段変速機M2の急減速変速時に駆動伝達系に
回転速度が内燃機関M1の回転速度を上回っているとき
は、クラッチM5は分離されているので、駆動伝達系から
内燃機関M1に向かう駆動力はワンウェイクラッチM4の作
用により伝達されない。

従って本発明の車両用無段変速装置は、無段変速機M2の
急減速変速に伴う制動力の発生を好適に防止するように
働く。以上のように本発明の各構成要素が作用すること
により、本発明の技術的課題が解決される。

［実施例］ 次に、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。本発明の一実施例である車両用無段変速装置の
システム構成を第２図に示す。車両用無段変速装置１
は、エンジン２の駆動力を主クラッチ３、その後方に並
列に配設されたワンウェイクラッチ４およびクラッチ５
を介して無段変速機（以下単にCVTとよぶ。）６に伝達
するよう構成されている。上記主クラッチ３は磁粉式電
磁クラッチである。なお主クラッチ３は、半クラッチ状
態の設定可能なものであれば、例えば、遠心クラッチ、
湿式クラッチ等であってもよい。主クラッチ３は、例え
ばエンジン２のアイドル状態や、円滑な車両の発進を可
能にするために配設されている。ワンウェイクラッチ４
は、エンジン２からCVT6に向かう駆動力のみを伝達し、
上記と逆方向に向かう駆動力は伝達しない。該ワンウェ
イクラッチ４と並列に配設されたクラッチ５はドッグク
ラッチにより構成され、接続状態と分離状態との２状態
に変化する。クラッチ５は通常時にはスプリング７の付
勢により接続状態にあり、油圧アクチュエータ８の作動
により分離状態となる。CVT6に入力された駆動力は、入
力軸10、入力側プーリ11、ベルト12、出力側プーリ13お
よび出力軸14の順に伝達される。入力側プーリ11および
出力側プーリ13は、各々油圧室15,16を備える。両油圧
室15,16は、リザーバ17から油圧ポンプ18により圧送さ
れ、圧力制御弁19、流量制御弁20を介して供給される作
動油により容積変化し、上記両プーリ11,13の一端側の
可動プーリは各々その軸方向に摺動する。このため、ベ
ルト12の巻き掛け位置の有効径が変化し、無段階な変速
動作を可能としている。なお、駆動力は、CVT6の出力軸
14から図示しないリダクションギヤ、ディファレンシャ
ルギヤを介して駆動輪に伝達される。

車両用無段変速装置１は、検出器として、エンジン２の
スロットルバルブ開度を検出するスロットルポジション
センサ21、エンジン２の回転速度を検出する回転速度セ
ンサ22、車速を検出する車速センサ23、入力軸10の回転
速度を検出する入力軸回転速度センサ24、出力軸14の回
転速度を検出する出力軸回転速度センサ25を備える。

上記各センサからの信号は制御手段M6として機能する電
子制御装置（以下単にECUとよぶ。）30に入力され、該E
CU30は上記圧力制御弁19、流量制御弁20および油圧アク
チュエータ８を駆動して車両用無段変速装置１を制御す
る。

ECU30は、CPU30a,ROM30b,RAM30cを中心に論理演算回路
として構成され、コモンバス30dを介して入力部30e,出
力部30fに接続されて外部との入出力を行なう。

次に、上記ECU30の実行するクラッチ制御処理を第３図
のフローチャートに基づいて説明する。本クラッチ制御
処理は、車両の発進に伴って起動され、所定時間毎に繰
り返して実行される。ステップ100では、フラグｉが値
０にリセットされているか否かを判定し、肯定判断され
るとステップ110に、一方、否定判断されるとステップ1
40に各々進む。なお、フラグｉはクラッチ５の分離に伴
って値１にセットされ、一方、クラッチ５の接続に伴っ
て値０にリセットされる。クラッチ５が接続されている
場合に実行されるステップ110では、速度比偏差（ｅ−
ｅ＊）/eが分離基準値C1以上であるか否かが判定され、
肯定判断された場合はステップ120に、一方、否定判断
された場合はステップ150に各々進む。

ここで速度比ｅは、出力軸回転速度／入力軸回転速度で
与えられる。また目標速度比ｅ＊は、スロットルバルブ
開度に応じてマップに従って求めたCVT6の入力軸回転速
度と、車速に応じて定まるCVT6の出力軸回転速度との比
により算出される値である。速度比偏差が分離基準値C1
以上であるときに実行されるステップ120では、油圧ア
クチュエータ８を駆動してクラッチ５を分離（OFF）す
る処理が行なわれる。続くステップ130ではフラグｉを
値１にセットする処理が行なわれた後、一旦本クラッチ
制御処理を終了する。

一方、クラッチ５が分離されているときに実行されるス
テップ140では、速度比偏差が接続基準値C2以下である
か否かを判定し、肯定判断されるとステップ150に、一
方、否定判断されると既述したステップ120に各々進
む。速度比偏差が接続基準値C2以下である場合に実行さ
れるステップ150では、クラッチ５を接続（ON）する処
理が行なわれる。続くステップ160では、フラグｉを値
０にリセットする処理が行なわれた後、一旦本クラッチ
制御処理を終了する。以後、本クラッチ制御処理は既述
したように繰り返して実行される。

上記クラッチ制御処理により、クラッチ５は第４図に示
すように接続または分離される。すなわち、急減速変速
時には変速比ｅは目標速度比ｅ＊よりかなり大きくなる
ので、速度比偏差は増加する。したがって、変速開始
後、速度比偏差が分離基準値C1未満の間はいまだ急減速
変速ではないものとしてクラッチ５は接続（ON）されて
おり、該分離基準値C1以上になると急減速変速時とみな
されクラッチ５は分離（OFF）される。

一方、一旦分離（OFF）されたクラッチ５を接続するの
は、ワンウェイクラッチ４の接続後である。したがっ
て、速度比偏差が接続基準値C2より大きい間はいまだワ
ンウェイクラッチ４が接続されていないものとしてクラ
ッチ５を分離（OFF）しておき、該接続基準値C2以下に
なる変速終了直前においてワンウェイクラッチ４が接続
されたものとしてクラッチ５は接続（ON）される。この
ように、急減速変速時を前提として分離基準値C1は大き
な値に設定してあり、一方、ワンウェイクラッチ４の接
続後を前提として接続基準値C2は小さな値に設定してあ
る。

以上説明したように、本実施例は、速度比偏差が分離基
準値C1以上になるとクラッチ５を分離してエンジン２と
CVT6とをワンウェイクラッチ４のみにより接続し、一
方、速度比偏差が接続基準値C2以下になるとクラッチ５
を接続するよう構成されている。このため、無段変速機
６の急減速変速時にCVT6の入力軸10の回転速度がエンジ
ン２の回転速度を上回っても、ワンウェイクラッチ４の
作用により入力軸10からエンジン２への駆動力逆伝達は
生じない。したがって、制動力の発生を防止し、加速性
能や乗り心地といった、所謂ドライブフィーリングを向
上できる。

すなわち、従来はワンウェイクラッチ４が介装されてい
なかったので、第５図（１）に示すように、急減速変速
時におけるエンジン回転速度NeとCVT6の入力軸10との回
転速度Ninは同一であった。このため、時刻T1〜T2に亘
って、CVT6からエンジン２に駆動力の逆伝達（負の伝達
駆動力）が行なわれ、所謂エンジンブレーキ現象のよう
な制動力を生じていた。しかし、本実施例のように、エ
ンジン２からCVT6に向かう方向のみ駆動力を伝達するワ
ンウェイクラッチ４を設けると、第５図（２）に示すよ
うに、急減速変速時においてエンジン回転速度Ne（実
線）をCVT6の入力軸10の回転速度Nin（破線）が上回っ
ている時刻T11〜T12の間は、CVT6からエンジン２に向か
う駆動力の逆伝達（負の伝達駆動力）は行なわれない。
これは、CVT6の入力軸10とエンジン２との回転速度差を
ワンウェイクラッチ４が空転して吸収するためである。

また、本実施例ではワンウェイクラッチ４およびクラッ
チ５を並列に配設するという簡単な構成で、一時的制動
力の発生を防止して速やかな変速が可能となる。

さらに、本実施例では、CVT6の急減速変速時に、主クラ
ッチ３を滑らせたり、分離したりする必要がなく、２状
態に変化する簡単な構成のクラッチ５の接続および分離
制御だけで済む。したがって、制御を容易にすると共
に、主クラッチ３の信頼性・耐久性も向上する。

また、CVT6の急減速変速時における主クラッチ３に対す
る要求性能が減るため、駆動伝達系設計時の自由度が増
す。

さらに、分離基準値C1を充分大きな値に、一方、接続基
準値C2を充分小さな値に各々設定し、速度比偏差と比較
してクラッチ５の接続または分離を行なう。このため、
CVT6の急減速変速時にのみクラッチ５を分離するので、
通常の緩減速変速時、例えば緩慢な減速後に急な下り坂
にさしかかったような場合にはエンジンブレーキ状態へ
の移行が可能であり、制動力を確保できる。一方、ワン
ウェイクラッチ４の接続後にクラッチ５を接続するの
で、クラッチ５接続時の係合ショックを防止できる。

また、クラッチ５はスプリング７により通常時は接続状
態にあり、油圧アクチュエータ８の作動時にのみ分離状
態となる。このため、例えば油圧系統に異常が生じて油
圧アクチュエータ８が正常作動しなくなった場合でも、
スプリング７によりクラッチ５は接続状態を保持でき
る。したがって、油圧系統の異常時にも、エンジンブレ
ーキ状態による制動力を確保するというフェイルセイフ
機能を有する。

なお、本実施例では油圧アクチュエータ８によりクラッ
チ５を分離するよう構成したが、例えば電磁アクチュエ
ータ等により応答性良くクラッチ５を分離するように構
成することも可能である。

なお本実施例では、エンジン２とCVT6の入力軸10との間
に、ワンウェイクラッチ４およびクラッチ５を並列に配
設した。しかし、例えば第６図に示すように、CVT6の出
力軸14と図示しないリダクションギヤ等との間にワンウ
ェイクラッチ４およびクラッチ５を並列に配設するよう
に構成してもよい。このように構成した場合には、CVT6
の急減速変速時において、エンジン２およびCVT6を、駆
動輪側と分離することができる。このため、駆動伝達系
（例えばCVT6の入力軸側）の慣性に起因して駆動輪に作
用する制動力の発生を完全に防止できる。なお、クラッ
チ５の接続および分離の制御は、既述した実施例と同様
である。

以下本発明の実施例について説明したが、本発明はこの
ような実施例に何等限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し
得ることは勿論である。

発明の効果 以上詳記したように本発明の車両用無段変速装置は、無
段変速機の急減速変速時には、連結部のクラッチは分離
されて内燃機関から駆動輪に向かう方向にのみ駆動力を
伝達するワンウェイクラッチだけが接続するよう構成さ
れている。このため、無段変速機の急減速変速時には駆
動伝達系からの駆動力が内燃機関に伝達されないので、
急激な加速に伴う制動力の発生を確実に防止でき、走行
性能および乗り心地といった車両の総合性能を向上でき
るという優れた効果を奏する。

また、制動力発生の弊害を防止した速やかな変速を簡単
な装置構成により確実に実現できる。

さらに、内燃機関と駆動伝達系とを接続する主クラッチ
を変速時に滑らせる必要がないので、主クラッチの劣化
を防止でき、信頼性および耐久性も向上する。

また、急減速変速時には、連結部の接続されているクラ
ッチを分離するだけで済むので、容易な制御により急減
速変速時の制動力発生を防止できる。

さらに、急減速変速時に主クラッチを滑らせたり、また
は接続および分離を正確に応答性よく制御する必要がな
くなる。したがって、主クラッチに対する要求性能が減
るので、主クラッチ設計時における選択範囲の拡大に伴
い設計の自由度も増加する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内容を概念的に例示した基本的構成
図、第２図は本発明の一実施例のシステム構成図、第３
図は同じくその制御を示すフローチャート、第４図は同
じくその速度比偏差とクラッチの状態を示す説明図、第
５図（１），（２）は回転速度および伝達駆動力の変化
を示すタイミングチャート、第６図は本発明の他の実施
例を示すシステム構成図である。 M1……内燃機関 M2……無段変速機 M3……連結部 M4……ワンウェイクラッチ M5……クラッチ M6……制御手段 １……車両用無段変速装置 ２……エンジン ４……ワンウェイクラッチ ５……クラッチ ６……無段変速機（CVT） ８……油圧アクチュエータ 21……スロットルポジションセンサ 24……入力軸回転速度センサ 25……出力軸回転速度センサ 30……電子制御装置（ECU） 30a……CPU

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の出力する駆動力を無段階に変速
   して駆動輪に伝達する無断変速機の駆動力の入力側もし
   くは出力側のいずれか一方に、駆動力の接続および分離
   を行なう連結部を介装した車両用無断変速装置であっ
   て、 上記連結部が、 上記内燃機関から上記駆動輪に向って駆動力が伝達され
   る場合に限り接続するワンウェイクラッチと、 該ワンウェイクラッチと並列に配設され、通常時は接続
   しているクラッチと、 を有し、 さらに、上記無段変速機の急減速変速時に上記クラッチ
   を分離する制御手段を備えたことを特徴とする車両用無
   段変速装置。