JPH08312741A - 無段自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両停止時に無段自動変速機を最ローギヤ比
位置まで可及的速やかに移動させることにより再加速時
のベルトのスリップを回避する。 【構成】 Ｖベルトとの接触プーリ幅が油圧に基づいて
可変制御される駆動側と従動側の一対の可変プーリを備
え、駆動側可変プーリはエンジン出力軸側に、従動側可
変プーリは車両の駆動系統にそれぞれ連結すると共に、
車両の運転状態に応じて前記油圧力を変化させて変速比
を制御する制御手段を設けた無段自動変速機において、
前記各可変プーリの最ローギヤ比位置を検出する手段
と、車速を検出する手段とを設けると共に、前記各検出
手段からの信号に基づき、車速が所定値以下であること
を検出したときに無段変速機が最ローギヤ比位置に達す
るまで前記従動側可変プーリに最大油圧力を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無段変速機を備えた自動
変速機の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術とその解決すべき課題】エンジンの出力を
トルクコンバータあるいはフルードカップリング等の流
体式伝動装置と、その出力を無段階に変速する無段変速
機を介して車両等の駆動軸に伝動させるようにした無段
自動変速機が知られている。（公知文献としては例え
ば、特開昭６１−１０５３４７号公報、特開昭６１−１
０５３５３号公報等を参照。） 無段変速機は、Ｖベルトとの接触プーリ幅が油圧に基づ
いて可変制御される駆動側と従動側の一対の可変プーリ
を備え、それぞれの可変プーリに付与する油圧（ライン
圧）の大きさを変化させることにより連続可変的に変速
比を制御できるようになっている。

【０００３】この無段変速機の変速比は、基本的には運
転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量と車速とに
よって制御装置が決定した目標変速比と一致するように
可変プーリへの油圧力を制御することにより制御され、
これにより運転状態ないし運転者の要求に応じた適切な
変速比に自動変速が行われる。

【０００４】ところで、自動変速のパターンとして、図
７の実線で示したように、一般にアクセルペダルを戻し
て減速を開始するとそれまで比較的高速側にあった変速
比を低速側の大きい変速比へと変化させ、車両が停止す
るまでのあいだにその後の発進に備えて無段変速機が最
ローギヤ比位置となるように制御される。

【０００５】しかしながら、急制動により車速が急激に
減少した場合には、この変速制御が追従しきれず、図７
に破線で示したように車両が停止したときにまだ最ロー
ギヤ比位置まで変速比が変化しておらず、この結果とし
て以後の発進性が悪化するという不都合が生じる可能性
がある。

【０００６】この対策として、減速時にはＶベルトを接
触摩擦力を軽減しながら可変プーリ上で半径方向に速や
かに移動させるいわゆる縦滑り変速制御を行うことが考
えられるが、この縦滑り変速中に運転者が再びアクセル
ペダルを踏み込んだ場合にはＶベルトの接触摩擦力が不
十分な状態でエンジン駆動力が作用することになるた
め、Ｖベルトが大きくスリップして早期摩耗してしまう
という問題が起きる。

【０００７】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、Ｖベルトを最ローギヤ比位置まで可及的速
やかに移動させることにより減速途中での再加速時のベ
ルトのスリップを回避することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このために本発明では、
Ｖベルトとの接触プーリ幅が油圧に基づいて可変制御さ
れる駆動側と従動側の一対の可変プーリを備えた無段変
速機と、車両の運転状態に応じて前記油圧力を変化させ
て変速比を制御する制御手段とを備えた無段自動変速機
において、前記無段変速機の最ローギヤ比位置を検出す
る手段と、車速を検出する手段とを設けると共に、前記
各検出手段からの信号に基づき、車速が所定値以下であ
ることを検出したときに、最ローギヤ比位置に達するま
で従動側の可変プーリに最大油圧力を供給するように前
記制御手段を構成した。

【０００９】車速を検出する手段としては、従動側可変
プーリの回転速度信号を利用して、当該回転速度が所定
値以下であることから車両停止状態を検出するように構
成することができる。

【００１０】

【作用】制御手段は、車速が所定値以下であることを検
出したとき、無段変速機の変速比が最ローギヤ比に達す
るまで従動側可変プーリに変速比が増大する方向に最大
油圧力を供給する。すなわち、無段変速機の変速比は最
短時間で最ローギヤ比位置まで移動すると共に、その間
にＶベルトと可変プーリとの間に十分な摩擦力が確保さ
れる。このため、無段変速機が最ローギヤ比に達するま
での間に運転者が再びアクセルペダルを踏み込んだとし
てもスリップを起こすことがなく、しかも変速比は最ロ
ーギヤ比に可能な限り接近しているので良好な加速性能
が発揮される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例につき説明する。

【００１２】図１に本発明が適用可能な無段自動変速機
の縦断面構造を示す。これを説明すると、エンジン出力
軸１０には流体式伝動装置としてのトルクコンバータ１
２が連結されている。流体式伝動装置としては、トルク
コンバータ１２に代えてフルードカップリングあるいは
電磁クラッチ等が用いられる場合もある。

【００１３】トルクコンバータ１２はロックアップクラ
ッチ１１を備えており、コンバータ室１２ｃおよびロッ
クアップ油室１２ｄの油圧を相反的に制御することによ
り、入力側のポンプインペラ１２ａと出力側のタービン
ランナ１２ｂとを機械的に連結しまたは切り離し可能と
している。

【００１４】トルクコンバータ１２の出力側は回転軸１
３と連結され、回転軸１３は前後進切換機構１５と連結
されている。前後進切換機構１５は、遊星歯車機構１
９、前進用クラッチ４０、後退用ブレーキ５０等から構
成されている。遊星歯車機構１９の出力側は回転軸１３
の外側に同軸的に嵌装された駆動軸１４に連結されてい
る。駆動軸１４には無段変速機１７の駆動プーリ１６が
設けられている。

【００１５】無段変速機１７は、上記駆動プーリ１６と
従動プーリ２６と、駆動プーリ１６の回転力を従動プー
リ２６に伝達するＶベルト２４などからなっている。

【００１６】駆動プーリ１６は、駆動軸１４と一体に回
転する固定円錐板１８と、固定円錐板１８に対向配置さ
れてＶ字状プーリ溝を形成すると共に駆動プーリシリン
ダ室２０に作用する油圧によって駆動軸１４の軸方向に
移動可能である可動円錐板２２からなっている。駆動プ
ーリシリンダ室２０は、この場合室２０ａおよび室２０
ｂの２室からなっており、後述する従動プーリシリンダ
室３２よりも大きな受圧面積を有している。

【００１７】従動プーリ２６は、従動軸２８上に設けら
れている。従動プーリ２６は、従動軸２８と一体に回転
する固定円錐板３０と、固定円錐板３０に対向配置され
てＶ字状プーリ溝を形成すると共に従動プーリシリンダ
室３２に作用する油圧によって従動軸２８の軸方向に移
動可能である可動円錐板３４とからなっている。

【００１８】従動軸２８には駆動ギヤ４６が固着されて
おり、この駆動ギヤ４６はアイドラ軸５２上のアイドラ
ギヤ４８とかみ合っている。アイドラ軸５２に設けられ
たピニオンギア５４はファイナルギア４４とかみ合って
いる。ファイナルギア４４は差動装置５６を介して図示
しない車輪に至るプロペラシャフトまたはドライブシャ
フトを駆動する。

【００１９】上記のような無段自動変速機にエンジン出
力軸１０から入力された回転力は、トルクコンバータ１
２および回転軸１３を介して前後進切換機構１５に伝達
され、前進用クラッチ４０が締結されると共に後退用ブ
レーキ５０が解放されている場合には一体回転状態とな
っている遊星歯車機構１９を介して回転軸１３の回転力
が同じ回転方向のまま無段変速機１７の駆動軸１４に伝
達され、一方前進用クラッチ４０が解放されると共に後
退用ブレーキ５０が締結されている場合には遊星歯車機
構１９の作用により回転軸１３の回転力は回転方向が逆
になった状態で駆動軸１４に伝達される。

【００２０】駆動軸１４の回転力は駆動プーリ１６、Ｖ
ベルト２４、従動プーリ２６、従動軸２８、駆動ギア４
６、アイドラギア４８、アイドラ軸５２、ピニオンギア
５４、およびファイナルギア４４を介して差動装置５６
に伝達される。前進用クラッチ４０および後退用ブレー
キ５０の両方が解放されている場合には動力伝達機構は
中立状態となる。

【００２１】上記のような動力伝達の際に、駆動プーリ
１６の可動円錐板２２および従動プーリ２６の可動円錐
板３４を軸方向に移動させてＶベルト２４との接触位置
半径を変えることにより、駆動プーリ１６と従動プーリ
２６とのあいだの回転比つまり変速比（減速比）を変え
ることができる。例えば、駆動プーリ１６のＶ字状プー
リ溝の幅を拡大すると共に従動プーリ２６のＶ字状プー
リ溝の幅を縮小すれば、駆動プーリ１６側のＶベルト２
４の接触位置半径は小さくなり、従動プーリ２６側のＶ
ベルト２４のＶベルトの接触位置半径は大きくなるの
で、大きな変速比が得られることになる。可動円錐板２
２および３４を逆方向に移動させれば上記とは逆に変速
比は小さくなる。

【００２２】このような駆動プーリ１６と従動プーリ２
６のＶ字状プーリ溝の幅を変化させる制御は、次に述べ
る制御系統を介しての駆動プーリシリンダ室２０（２０
ａ，２０ｂ）または従動プーリシリンダ室３２への油圧
制御により行われる。

【００２３】図２に、本願発明の制御手段の機能を含め
て上記した無段自動変速機の基本的な変速比制御を行う
機能を有する制御系統の概略を示す。なお、図２におい
て図１と対応する機構部分には同一の符号を付して示し
てある。

【００２４】以下、この制御系統について本発明に関連
する部分を中心に説明する。図４において１０１はマイ
クロコンピュータ等からなる電子制御部、１０２は各種
油圧制御弁等からなる油圧制御部を示しており、この制
御系統では上記無段自動変速機の制御手段は主としてこ
れら電子制御部１０１および油圧制御部１０２によって
構成されている。

【００２５】電子制御部１０１は、制御演算処理を行う
中央演算部１０１Ａ、中央演算部１０１Ａにエンジンお
よび車両からの各種の運転状態信号を処理可能な形式に
変換して供給する入力部１０１Ｂ、および中央演算部１
０１Ａからの制御信号に基づいて油圧制御等のための各
種信号を出力する出力部１０１Ｃからなる。

【００２６】入力部１０１Ｂには、エンジン１００の燃
料噴射量や点火時期を電子制御するためのコントロール
モジュール１０３によって利用される水温信号Ｓ１、ス
ロットル開度信号Ｓ２、エンジン回転信号Ｓ３、ＡＢＳ
（アンチロックブレーキシステム）制御装置１０４から
のＡＢＳ作動信号Ｓ４、車両の制動装置作動時に発せら
れる制動信号Ｓ５、セレクタレバー１０５の操作位置を
示す信号としてインヒビタスイッチから発せられるセレ
クタ位置信号Ｓ６、駆動プーリ１６の回転速度信号Ｓ
７、従動プーリ２６の回転速度信号Ｓ８などが入力し、
これらの信号を必要に応じて中央演算部１０１Ａに供給
する。

【００２７】中央演算部１０１Ａは、変速制御部１０
６、ライン圧制御部１０７、ロックアップ制御部１０８
からなり、それぞれ上記各種信号中から必要な所定の信
号を用いて制御信号を演算し、出力部１０１Ｃを構成す
るステップモータ駆動回路１０９、ライン圧ソレノイド
駆動回路１１０、ロックアップソレノイド駆動回路１１
１を駆動することにより、無段変速機１７の変速比、ラ
イン圧、ロックアップクラッチ１１を制御する。

【００２８】詳細には、変速制御部１０６は、スロット
ル開度に代表されるエンジン負荷や回転速度、車速等に
応じて予め定められたパターンに従って変速が行われる
ようにステップモータ駆動回路１０９に制御信号を出力
する。この制御信号に基づき、ステップモータ駆動回路
１０９は油圧制御部１０２の変速制御弁１１２に連結し
たステップモータ１１３を駆動する。

【００２９】すなわちステップモータ１１３はステップ
モータ駆動回路１０９からの信号に対応した変速比とな
るように変速制御弁１１２を駆動し、駆動プーリシリン
ダ室２０と従動プーリシリンダ室３２（図１参照）に供
給するライン圧を相反的に増減させる。変速制御弁１１
２にはリンク１１４を介して駆動プーリ１６の変位つま
り変速比がフィードバックされ、ステップモータ１１３
の位置に応じた目標とする変速比となったところで各プ
ーリシリンダ室２０，３２への油圧分配が一定化して当
該目標変速比に安定するようになっている。

【００３０】一方、このようにして無段変速機１７の変
速比が制御されているとき、各プーリ１６，２６に供給
されるライン圧が過小であるとプーリ１６，１８とＶベ
ルト２４との間の摩擦力が不足してスリップが起こり、
その反対にライン圧が過大であると摩擦力が無用に大き
くなり、いずれの場合も車両の燃費や動力性能に悪影響
がおよぶ。そこで、変速比や負荷等に応じて過不足のな
い適切な動力伝達が行えるように、ライン圧制御部１０
７がライン圧ソレノイド駆動回路１１０を介してライン
圧を制御するようにしている。

【００３１】すなわち、ライン圧ソレノイド駆動回路１
１０は、油圧制御部１０２のライン圧ソレノイド１１５
の位置を駆動回路１１０からの制御パルス信号に応じて
デューティ比制御し、これに応じてライン圧ソレノイド
１１５は、図示しない油圧ポンプからの油圧力を、モデ
ィファイア（圧力制御弁）１１６およびレギュレータ
（定圧弁）１１７を介して目標とする適切なライン圧に
調整して変速制御弁１１２ないし各プーリ１６，２６に
供給させる。

【００３２】また、ロックアップ制御部１０８は、ロッ
クアップクラッチ１１を、例えば車速が所定値以上とな
ったときに接続し、車速が所定値以下となったときに解
放するように油圧制御を行う。

【００３３】すなわち、ロックアップ制御部１０８は、
車速に応じてロックアップソレノイド駆動回路１１１を
介して油圧制御部１０２のロックアップソレノイド１１
８を駆動し、これによりロックアップ制御弁１１９を切
換制御する。この場合、ロックアップ制御弁１１９は、
油圧ポンプからの油圧をロックアップクラッチ１１を接
続すべくアプライ圧としてトルクコンバータ１２のコン
バータ室１２ｃに供給する系統と、同じく解放すべくリ
リース圧としてロックアップ油室１２ｄに供給する系統
との２系等の相反的切換えを行うようになっている。つ
まり、ロックアップクラッチ１１を接続するときにはコ
ンバータ室１２ｃにアプライ圧を供給すると共にロック
アップ油室１２ｄを開放し、ロックアップクラッチ１１
を解放ときにはロックアップ油室１２ｄにリリース圧を
供給すると共にコンバータ室１２ｃを開放する。

【００３４】以上は本発明を適用可能な無段自動変速機
の一例を示したものであり、本発明ではこのような無段
自動変速機において、車両が停止しつつあるときに無段
変速機の変速比が最ローギヤ比位置にまで最大速度で移
動するように、この場合従動側プーリ２６に供給するラ
イン圧を最大とする点を要旨とするものである。

【００３５】この制御につき、上記無段自動変速機の構
成に対応させながら図３に示した流れ図に沿って説明す
ると、まず上述したエンジン回転信号Ｓ３とスロットル
開度信号Ｓ２とからエンジン回転速度Ｎｅ、スロットル
開度ＴＨを算出すると共に、駆動プーリ回転速度信号Ｓ
７と従動プーリ回転速度信号Ｓ８とから実変速比ｉｐ
を、信号Ｓ８から車速Ｖをそれぞれ算出する。また、無
段変速機が最ローギヤ比となったときに作動すＬｏｗス
イッチ（図示せず）からの信号に基づいて最ローギヤ比
か否かを検出する（Ｓ３０１）。

【００３６】その後、エンジン回転速度Ｎｅとスロット
ル開度ＴＨとに基づいて予め図４のように構成されたト
ルク推定テーブルからエンジン出力トルクを求め、さら
にこの推定トルクと実変速比ｉｐとから、図５に示した
ようなテーブルから必要ライン圧Ｐ１を決定する（Ｓ３
０２，３０３）。このようにして求められたライン圧Ｐ
１は、上述したように通常の運転状態における伝達トル
クに応じた過不足のないベルト摩擦が得られるライン圧
である。

【００３７】次に、車速Ｖを判定し、車速がゼロの車両
停止状態であるときには、無段変速機がＬｏｗスイッチ
で検出される最ローギヤ比になるまではライン圧Ｐ２と
して最大圧Ｐｍａｘを、最ローギヤ比となったときには
同じくＰ２として最小圧Ｐｍｉｎ（またはゼロ）を設定
する（Ｓ３０４〜３０７）。

【００３８】そして、次に上述したＰ１とＰ２とを比較
し、大きいほうの値を制御ライン圧Ｐとして設定し、こ
れを図６に示したような変換テーブルに基づいてライン
圧ソレノイド１１５の制御デューティに変換し、駆動回
路１１０に出力する（Ｓ３０９〜３１２）。

【００３９】このような制御の繰り返しにより、車両が
走行状態にあるときには図５のテーブルに示されるよう
な特性で運転状態に応じたライン圧に制御される一方、
スロットルが閉じられて車両が停止状態となると従動側
プーリ２６に供給されるライン圧が最大となるためＶベ
ルト２４は急速に変速比増大方向へと移動し、最ローギ
ヤ比となったところで再び通常のライン圧（Ｐ１）に戻
される。

【００４０】このようにして、車両停止時には速やかに
最ローギヤ比へと無段変速機を変速させることができる
ので、停車後の再加速の要求に対して最ローギヤ比での
加速が可能となり、また最ローギヤ比に達する以前に再
加速の要求があったとしてもこのときには大きなライン
圧が作用しているのでベルト−プーリ間のスリップを起
こす恐れが無く、確実に大きなエンジントルクを伝達す
ることができる。したがって、減速停車後の加速要求に
対してＶベルト２４のスリップによる摩耗を回避できる
と同時に、加速性能をより向上させることができる。

【００４１】なお、実施例では車速Ｖがゼロのときを車
両停止条件としているが、車速が停止に近い所定値以下
であることを条件として同様の制御を行うようにしても
よいことは言うまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
無段変速機の最ローギヤ比位置を検出する手段と、車速
を検出する手段とを設け、車速が所定値以下の停車状態
を検出したときに無段変速機が最ローギヤ比位置に達す
るまで可変プーリに最大油圧力を供給することにより停
車後に無段変速機を可及的速やかに最ローギヤ比位置へ
と変速させるようにしたので、停車後の再加速時におけ
るＶベルトのスリップを回避して無段変速機の耐久性と
加速性能を向上できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の適用可能な無段自動変速機の実施例
の縦断面図。

【図２】 上記無段自動変速機の制御系統の概略図。

【図３】 本発明の実施例の制御内容を示す流れ図。

【図４】 エンジン回転速度とスロットル開度とからエ
ンジントルクを付与するテーブルの構成図。

【図５】 変速比とエンジントルクとから必要ライン圧
を付与するテーブルの構成図。

【図６】 ライン圧をライン圧ソレノイドの制御デュー
ティに変換するテー

【図７】 車速とエンジン回転速度との関係により示し
た無段自動変速機のシフトスケジュール線図。ブルの構
成図。

【符号の説明】

１０ エンジン出力軸 １１ ロックアップクラッチ １２ トルクコンバータ １２ａ ポンプインペラ １２ｂ タービンランナ １２ｃ コンバータ室 １２ｄ ロックアップ油室 １３ 回転軸 １４ 駆動軸 １５ 前後進切換機構 １６ 駆動プーリ １７ 無段変速機 １８ 固定円錐板 １９ 遊星歯車機構 ２０ 駆動プーリシリンダ室 ２０ｃ スプリング ２２ 可動円錐板 ２４ Ｖベルト ２６ 従動プーリ ２８ 従動軸 ３０ 固定円錐板 ３２ 従動プーリシリンダ室 ３２ｃ スプリング ３４ 可動円錐板 ４０ 前進用クラッチ ４４ ファイナルギア ４６ 駆動ギア ４８ アイドラギア ５０ 後退用ブレーキ ５２ アイドラ軸 ５４ ピニオンギア ５６ 差動装置 １０１ 電子制御部 １０１Ａ 中央演算部 １０１Ｂ 入力部 １０１Ｃ 出力部 １０２ 油圧制御部 １０３ エンジンコントロールモジュール １０４ ＡＢＳ制御装置 １０５ セレクタレバー １０６ 変速制御部 １０７ ライン圧制御部 １０８ ロックアップ制御部 １０９ ステップモータ駆動回路 １１０ ライン圧ソレノイド駆動回路 １１１ ロックアップソレノイド駆動回路 １１２ 変速制御弁 １１３ ステップモータ １１４ リンク １１５ ライン圧ソレノイド １１６ モディファイア １１７ レギュレータ １１８ ロックアップソレノイド １１９ ロックアップ制御弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｖベルトとの接触プーリ幅が油圧に基づ
   いて可変制御される駆動側と従動側の一対の可変プーリ
   を備えた無段変速機と、車両の運転状態に応じて前記油
   圧力を変化させて変速比を制御する制御手段を備えた無
   段自動変速機において、 前記無段変速機の最ローギヤ比位置を検出する手段と、
   車速を検出する手段とを設けると共に、前記各検出手段
   からの信号に基づき、車速が所定値以下であることを検
   出したときに、最ローギヤ比位置に達するまで従動側の
   可変プーリに最大油圧力を供給するように前記制御手段
   を構成したことを特徴とする無段自動変速機の制御装
   置。
2. 【請求項２】 車速を検出する手段は、従動側可変プー
   リの回転速度信号に基づき、当該回転速度が所定値以下
   であることから車両停止状態を検出するようにしたこと
   を特徴とする請求項１に記載の無段自動変速機の制御装
   置。