JPH084795A - 無段変速機制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】車速とアクセルのオン／オフ状態に基づきクラ
ッチの継断を制御する無段変速機の制御装置において、
車両の速度を知り得る情報を検出する車速検出器の信号
系統に異常が生じた場合にも、安全適確なクラッチ制御
が可能なフェイルセイフ機構を備えた制御装置の提供。 【構成】シフト位置が走行可能位置にある時に、アクセ
ルペダル・オン／オフ検出装置がアクセル・オフ状態を
示す場合において、車速検出器の異常を検出した際に、
ドライブプーリ回転数が所定の設定値以下である時は、
クラッチを解放し、ドライブプーリ回転数が所定の設定
値よりも大である時は、クラッチを係合させるようにク
ラッチ圧を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無段変速機の制御装置
に関し、特に、無段変速機と組み合わせられた発進用ク
ラッチの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のベルト式無段変速機のクラッチ制
御として、クラッチが直結状態で走行中に、アクセルを
開放した状態において、車速が所定の設定値以下になっ
た時に、クラッチを解放する制御が行なわれている。

【０００３】これは、例えば減速時に車両が停止する手
前でエンスト等を防ぐためクラッチを解放することが必
要とされるためである（例えば特開昭６０−１６１２２
１号公報参照）。同公報には、このクラッチ解放時に、
惰行性能を損なうことなくドラッグトルクを付与して発
進性を向上するようにした電磁式クラッチの制御装置が
提案されている。

【０００４】また、クラッチの継断を制御するクラッチ
伝達トルクはエンジン回転数とスロットル開度の関数と
して決定され、エンジン回転数とクラッチ出力軸の回転
数が同期した時点でクラッチ制御圧力を最大とするよう
に制御される（例えば特開平５−２０２９４９号公報参
照）。

【０００５】ところで、無段変速機の変速比は通常車速
に応じて可変とされ、低速域の時は無段変速機の変速比
は最大変速比となり車輪に伝達させるトルクも最大とな
り、この時にアクセルを開放することは最大トルク状態
でクラッチを解放することになり、車両に掛かっていた
負荷が急になくなるため大きなショックを発生する。

【０００６】このような車両へのショックを防止しスム
ーズなクラッチの解放を実現する制御方法として、従
来、例えば上記特開平５−２０２９４９号公報には、車
速に基づき、クラッチの継断を制御する方法が提案され
ている。

【０００７】図４の流れ図を参照して、同公報の制御方
法を説明すると、シフト位置が走行可能位置にある場合
において、アクセルペダル・オン／オフ検出器によって
アクセルの開放が検出された際（ステップ２０２）に、
車速が第１設定値（ＮＤＳ１）以上では最大伝達トルク
制御を行ないクラッチを係合し（ステップ２０８）、車
速が第１設定値（ＮＤＳ１）以下の時、エンジンの回転
数とクラッチの伝達トルクの関数としてクラッチ圧力を
制御し（ステップ２０７）、さらに車速が第２設定値
（ＮＤＳ２）以下となった時には、クラッチの伝達トル
クが略零となるようにクラッチの圧力を制御するもので
ある（ステップ２０６）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車速を
パラメータとしてクラッチの係合・解放を制御するシス
テムにおいて、万が一にも車速センサの不良及び車速セ
ンサ信号系統の断線又は短絡等の異常により車速センサ
出力信号の入力なき時には、車速は零値としてクラッチ
制御システムに入力されるため、走行中に単にアクセル
を開放しただけで直ちにクラッチが解放されてしまうこ
とになる。

【０００９】より詳細には、図４に従う制御を行なうク
ラッチ制御システムにおいて、仮に車速センサ系統の故
障により車速センサからの信号が零となると、ステップ
２０３、ステップ２０５の判定で車速は設定値以下とな
り、クラッチがオフされ（ステップ２０６）、このため
走行時において、エンジンブレーキが全く効かなくなる
という事態が生じる。

【００１０】したがって、本発明は前記問題点を解消
し、車速とアクセルのオン／オフ状態に基づきクラッチ
の継断を制御する無段変速機の制御装置において、車速
センサの信号系統に異常が生じた場合にも、安全適確な
クラッチ制御が可能なフェイルセイフ機構を備えた制御
装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、エンジンとクラッチを介して結合された
無段変速機の制御装置において、車両の速度を知り得る
情報を検出する車速検出器と、アクセルの状態を検出す
るアクセルペダル・オン／オフ検出器と、ドライブプー
リ回転数検出器と、を備え、シフト位置が走行可能位置
にある時に、前記アクセルペダル・オン／オフ検出器が
アクセル・オフ状態を示す場合において、前記車速検出
器の異常を検出した際に、前記ドライブプーリ回転数が
所定の設定値以下である時は、クラッチを解放し、前記
ドライブプーリ回転数が前記所定の設定値よりも大であ
る時には、クラッチを係合させるようにクラッチ圧を制
御することを特徴とする制御装置を提供する。

【００１２】

【作用】上記構成のもと本発明の制御装置においては、
車速を知り得る情報の信号系統の異常検出時に、ドライ
ブプーリ回転数を代用するものであり、アクセル開放と
いう条件で、ドライブプーリ回転数が予め定めた設定値
以下の場合、エンジン回転数が小である、すなわち車速
が設定値以下であると判断してクラッチを解放し、ドラ
イブプーリ回転数が予め定めた設定値より大きい場合に
は、走行中であると判定してクラッチ制御圧力を最大と
し、クラッチを係合状態とするように制御するものであ
る。

【００１３】

【実施例】図面を参照して、本発明の実施例を説明す
る。

【００１４】図１は、本発明の一実施例の構成を示すブ
ロック線図である。同図において、図示左側の符号１は
エンジンの動力を不図示の駆動輪まで伝達する無段変速
機の伝動装置のスケルトン図を表わし、図示右側の制御
ブロックは無段変速機の油圧制御回路を表わしている。

【００１５】伝動装置１は、エンジンの出力軸にフライ
ホイールダンパ等を介して連結される入力軸２、多板ク
ラッチ３ａ及び多板ブレーキ３ｂより構成される発進用
クラッチ３、クラッチ３を介して入力軸２のトルクが伝
達されるドライブプーリ（駆動プーリ）４、ドリブンプ
ーリ（被駆動プーリ）５のトルクを減速して車軸に伝達
するディファレンシャルギア６から構成されている。

【００１６】また、入力軸２にはエンジンの回転数を検
出する回転センサ１１が備えられ、ドライブプーリ４及
びドリブンプーリ５にはそれぞれの回転数を検出する回
転センサ１２、１３が備えられ、更に、アクセルのオン
／オフ状態を検出する検出器１４、スロットル開度を検
出するセンサ１５、シフトポジションを識別するシフト
ポジション検出器１６が備えられ、これらセンサ等の出
力は制御回路２０に入力される。なお、クラッチ３の出
力軸の回転数は、ドライブプーリ４の回転センサ１２に
よって検出され、車両の速度は回転センサ１３によって
検出されたドリブンプーリ５の回転数と既知のディファ
レレンシャル比及び車輪径より算出される。なお、一般
の車輪の回転数を検出する車速センサより車速を算出す
ることもできる。

【００１７】次に、図１を参照して、油圧制御回路につ
いて説明すると、オイルポンプ２１から吐出される圧油
は、リダクションバルブ２３を介してクラッチ制御弁２
５の入力ポートに入力され、クラッチ制御弁２５は、ソ
レノイドバルブＳＯＬ３からの制御圧によってスプール
位置が移動され、油路Ｌ３からシフトバルブ２６を介し
て発進用クラッチ３へ出力されるクラッチ油圧の調節を
行なう。ソレノイドバルブＳＯＬ３はノーマリオープン
のリニアソレノイドバルブであり、制御回路２０からの
信号により制御される。

【００１８】シフトバルブ２６は、シフト位置（Ｌ、
２、Ｄ、Ｎ、Ｒ、Ｐ）に応じて、スプール位置が可変さ
れてシフト位置に対応する油路を連絡し、クラッチ制御
弁２５からの油路Ｌ３からの圧油を多板クラッチ３ａ又
は多板ブレーキ３ｂの油圧サーボに作用させる。

【００１９】また、リダクションバルブ２３から圧油は
ソレノイドバルブＳＯＬ１に供給され、スプール弁から
構成される変速制御弁２４はソレノイドバルブＳＯＬ１
からの制御圧によって、ドライブプーリ４に出力する油
圧の調節を行なう。ソレノイドバルブＳＯＬ１はノーマ
リオープンのリニアソレノイドバルブであり、制御回路
２０からの信号により制御される。より詳細には、制御
回路２０は、例えば車速とスロットル開度をパラメータ
として、ソレノイドバルブＳＯＬ１に制御信号を供給
し、ドライブプーリ４に出力する油圧を調節してプーリ
幅を可変させて変速比を制御し、所望の燃費、加速性能
を達成する。

【００２０】リダクションバルブ２３から圧油はソレノ
イドバルブＳＯＬ２に供給され、ライン圧を入力するレ
ギュレータバルブ２２はソレノイドバルブＳＯＬ２から
の制御圧によって、ドリブンプーリ５に出力する油圧の
調節を行なう。ソレノイドバルブＳＯＬ２はノーマリク
ローズのリニアソレノイドバルブであり、制御回路２０
からの信号により制御される。より詳細には、制御回路
２０は、ベルトスリップが生じないために必要なプーリ
の押圧力を、トルクと変速比に対応してマップから求
め、ソレノイドバルブＳＯＬ２に制御信号を供給し、ド
リブンプーリ５に出力する油圧を制御する。

【００２１】発進用クラッチ３は、クラッチ制御弁２５
からのクラッチ圧により多板クラッチ３ａが係合する
と、入力軸２と一体回転するサンギアＳａとキャリアＣ
ａとが直結され、これにより、入力軸２のトルクがキャ
リアＣａに直結したドライブプーリ４に減速比１で伝達
され、前進発進用クラッチとして作用する。

【００２２】又、クラッチ制御弁２５からのクラッチ圧
により多板ブレーキ３ｂが係合すると、リングギアＬｉ
がブレーキハウジングに固定され、これにより、入力軸
２のトルクがサンギアＳａからプラネタリピニオンに伝
達されてキャリアＣａが所定の減速比で逆転されること
となって、後進発進用クラッチとして作用する。

【００２３】Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｐ（パーキン
グ）レンジでは、クラッチ３ａとブレーキ３ｂはともに
解放状態とされ、エンジンのトルクはドライブプーリ４
に伝達されない。

【００２４】図２は、図１の伝達装置１の機構を示す断
面図である。前進用クラッチ３ａの油圧は、貫通孔１０
ａ、１０ｂを油路としてシリンダ８ａ、８ｂに導入さ
れ、係合時には油圧が増加されピストン９ａ、９ｂが摺
動して、交互に配設された複数の摩擦材とプレートを係
合させることで、エンジンからのトルクを発進用クラッ
チ３（多板クラッチ３ａ又は多板ブレーキ３ｂ）を介し
てドライブプーリ４に伝達する。尚、この発進用クラッ
チ３の伝達トルクは、ピストン９ａ、９ｂの押圧力によ
って決定される。

【００２５】また、図２において、ピストン４ｂ、５ｂ
はシリンダ４ａ、５ａにおいて軸方向に摺動してドライ
ブプーリ４、ドリブンプーリ５の可動部を押圧し、それ
ぞれのベルトの径を決定するプーリ幅４ｃ、５ｃを可変
に制御する。ドライブプーリ４の油圧Ｐ１は、油路Ｌ３
を通じて２室のシリンダ４ａに導入され、ピストン４ｂ
が摺動して所定値に設定される。ドリブンプーリ５の油
圧Ｐ２は、油路Ｌ４を通じてシリンダ５ａに導入され、
ピストン５ｂが摺動して所定値に設定される。Ｖベルト
（４ｄ、５ｄ）は、ドライブプーリ４及びドリブンプー
リ５に係合して、両者間で駆動力を伝達しており、各プ
ーリ溝幅の可変に応じて、Ｖ字型のベルト側部のプーリ
溝に対する係止位置が変わり、ドライブプーリ径及びド
リブンプーリ径に応じた変速比で駆動伝達している。

【００２６】ドライブプーリ径を最小にするには（プー
リ溝幅４Ｃは最大）、ノーマリオープンのリニアソレノ
イドバルブであるソレノイドバルブＳＯＬ１に供給され
る制御電流を最小（即ちオフ）として、シリンダ４ａに
出力されるドライブプーリ圧力Ｐ１を最小とし、ドライ
ブプーリ４の可動部及びピストン４ｂを図示右方向に移
動させてプーリ径を最小とする。

【００２７】また、ドライブプーリ径を最大にするには
（プーリ溝幅４Ｃは最小）、ノーマリオープンのリニア
ソレノイドバルブであるソレノイドバルブＳＯＬ１の制
御電流を最大（即ちオン）として、シリンダ４ａに出力
されるドライブプーリ圧力Ｐ１を最大とし、ドライブプ
ーリ４の可動部及びピストン４ｂを図示左方向に移動さ
せてプーリ径を最大とする。

【００２８】一方、ドリブンプーリ径を最小にするには
（プーリ溝幅４Ｃは最大）、ノーマリクローズのリニア
ソレノイドバルブであるソレノイドバルブＳＯＬ２の制
御電流を最大（即ちオン）として、シリンダ５ａに出力
されるドライブプーリ圧力Ｐ２を最小とし、ドリブンプ
ーリ５の可動部及びピストン５ｂを図示左方向に移動さ
せてプーリ径を最小とする。

【００２９】また、ドリブンプーリ径を最大にするには
（プーリ溝幅４Ｃは最小）、ノーマリクローズのリニア
ソレノイドバルブであるソレノイドバルブＳＯＬ２の制
御電流を最小（即ちオフ）として、シリンダ５ａに出力
されるドリブンプーリ圧力Ｐ２を最大とし、ドリブンプ
ーリ５の可動部及びピストン５ｂを図示右方向に移動さ
せてプーリ径を最大とする。

【００３０】従って変速比を最もロー側にする場合に
は、ドライブプーリ圧力Ｐ１は最小圧となり、ドリブン
プーリ圧力Ｐ２は最大圧となる。変速比を最もハイ側に
する場合は、ドライブプーリ圧力Ｐ１は最大圧となり、
ドリブンプーリ圧力Ｐ２は最小圧となる。尚、ソレノイ
ドバルブＳＯＬ１、ＳＯＬ２はオフとなっている。

【００３１】なお、ドライブプーリ圧力Ｐ１又はドリブ
ンプーリ圧力Ｐ２の最小・最大圧は、当然無段変速機の
設計によって具体的な数値は異なり、また車速ｖ、スロ
ットル開度Θ、トルクＴ等の走行状態によっても制御さ
れる。

【００３２】次に図３の流れ図を参照して、本発明に係
る無段変速機の制御装置の処理動作を説明する。なお、
図３に示す処理は、ＥＣＵによる無段変速機の制御のう
ち、本発明の主題に係るクラッチ制御に対応するもので
あり、制御全体を司る不図示の主ルーチンのサブルーチ
ンとして表わされている。

【００３３】クラッチ制御処理にエントリした際に、ま
ずシフトポジション検出器１６からの検出信号によりレ
ンジが走行可能状態に設定されているか否かを判定する
（ステップ１０１）。レンジが走行可能状態でなければ
そのまま主ルーチンに復帰する。

【００３４】レンジが、Ｄレンジ等走行可能位置にある
とき、アクセル・オン／オフ状態検出器１４からの信号
により、アクセルがオフ（開放）か否かを判定する（ス
テップ１０２）。

【００３５】アクセルがオフ（開放）の場合、車速の異
常を検知したか否かを判定する（ステッフ１０３）。車
速の異常の検出は、回転センサ１３の信号系統の断線・
短絡を検出した場合、あるいはドライブプーリ４の回転
数がある設定値以上（例えば１０００ｒｐｍ）を示すに
も拘らず、回転センサ１３からのドリブンプーリ回転数
信号が入力されず零である場合等に異常と判定される。

【００３６】車速の異常が検知された場合、車速の代用
として、ドライブプーリ４の回転数を検出する回転セン
サ１２の出力信号を用い、ドライブプーリ４の回転数Ｎ
Ｏが所定の設定値ＮＯ１以下か否かを判定する（ステッ
プ１０４）。

【００３７】ドライブプーリ４の回転数ＮＯが所定の設
定値ＮＯ１以下の場合、クラッチ制御弁２５からシフト
バルブ２６を介してクラッチ３のシリンダ室に出力され
るクラッチ制御圧を最小とするように、ソレノイドバル
ブＳＯＬ３の制御電流を最小として、クラッチ３を解放
する（ステップ１０５）。

【００３８】即ち、ドライブプーリ４の回転数ＮＯが所
定の設定値ＮＯ１以下の場合、車速が低速域にあると判
断して、シフト位置がＤレンジ等前進位置にある場合、
図１のクラッチ３ａが解放され、後進時においては図１
のブレーキ３ｂが解放され、エンジン回転数はアイドリ
ング状態を保ち、クラッチ３の伝達トルクは略零とな
り、車両の走行抵抗等により所定時間経過後車速は零と
なる。

【００３９】これに対して、ドライブプーリ４の回転数
ＮＯが所定の設定値ＮＯ１より大の場合、車両が走行中
であると判断し、クラッチ制御圧が最大となるようにソ
レノイドバルブＳＯＬ３に制御電流を供給し、クラッチ
３を係合状態とする（ステップ１０６）。このため、車
速異常発生の際、アクセル開放状態において、エンジン
ブレーキが適確に作用する。なお、クラッチの係合は、
エンジン回転数（回転センサ１１で検出される）と、ク
ラッチ３の出力であるトライブプーリ４の回転数（セン
サ１２で検出される）が同期した時点でクラッチ圧を最
大とするように制御する。ドライブプーリ４の回転数の
所定の設定値ＮＯ１は車両の型により異なるが、典型値
として例えば１８００ｒｐｍ程度とされる。

【００４０】ステップ１０２においてアクセルがオン状
態の場合には、アクセルが踏み込まれている為、加速状
態にあると判断して、クラッチ制御弁２５からのクラッ
チ制御圧が最大となるように、ソレノイドバルブＳＯＬ
３の制御電流を最大として、クラッチ３を係合状態とす
る（ステップ１０７）。

【００４１】ステップ１０３で車速の異常が検出されな
い場合、車速Ｖが所定の設定値Ｖ１以下であるか否かを
判定し（ステップ１０８）、車速Ｖが設定値Ｖ１以下で
あれば、ソレノイドバルブＳＯＬ３の制御電流を最小と
して、クラッチ３を解放し（ステップ１０９）、車速Ｖ
が設定値Ｖ１より大であれば、ソレノイドバルブＳＯＬ
３の制御電流を最大として、クラッチ制御弁２５からの
クラッチ３に出力するクラッチ圧を最大としてクラッチ
３を係合する。なお、ステップ１０８、１０９の処理
は、回転センサ１２の信号系統が正常に作動している場
合の制御に対応し、本発明の主題に直接係わるものでは
ないが、全体の制御を明確化するために記載したもので
ある。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の制御装置
によれば、車速を知り得る情報の信号系統の異常検出時
に、ドライブプーリ回転数を車速として代用するもので
あり、アクセルが開放状態の時、ドライブプーリ回転数
が予め定めた設定値以下の場合、エンジン回転数が小で
ある、これにより、車速が設定値以下であると判断して
クラッチを解放し、ドライブプーリ回転数が予め定めた
設定値より大きい場合、走行中であるものと判断してク
ラッチの圧力を最大とし、クラッチを係合状態とするよ
うに制御するフェイルセイフ機構を提供することによ
り、走行時に車速を知り得る情報を検出する車速検出器
からの信号の入力がない場合に、アクセルオフで直ちに
クラッチを解放する事が回避され、車両の安全性を特段
に高めるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステムの全体構成を示す
ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例の無段変速機の伝動装置を示
す断面図である。

【図３】本発明の制御装置の制御処理を示す流れ図であ
る。

【図４】従来のクラッチ制御方法の一例（特開平５−２
０２９４９号公報）を示す流れ図である。

【符号の説明】

１ 伝動装置 ２ 入力軸 ３ クラッチ ３ａ 前進用クラッチ（多板クラッチ） ３ｂ 後進用クラッチ（多板ブレーキ） ４ ドライブプーリ ４ａ シリンダ ４ｂ ピストン ４ｃ プーリ幅 ５ ドリブンプーリ ５ａ シリンダ ５ｂ ピストン ５ｃ プーリ幅 ６ ディファレンシャルギア ７ フライホイルダンパー ８ａ、８ｂ シリンダ ９ａ、９ｂ ピストン １０ 貫通孔 １１ エンジン回転センサ １２ ドライブプーリ回転センサ １３ ドリブンプーリ回転センサ １４ アクセル・オン／オフ検出器 １５ スロットル開度センサ １６ シフトポジション検出器 １７ スロットル １８ エンジン ２０ 制御回路 ２１ オイルポンプ ２２ レギュレータバルブ ２３ リダクションバルブ ２４ 変速制御弁 ２５ クラッチ制御弁 ２６ シフトバルブ ＳＯＬ１，ＳＯＬ２，ＳＯＬ３ ソレノイドバルブ Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ 油路 Ｓａ サンギア Ｃａ キャリア Ｌｉ リングギア

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンとクラッチを介して結合された無
   段変速機の制御装置において、 車両の速度を知り得る情報を検出する車速検出器と、ア
   クセルの状態を検出するアクセルペダル・オン／オフ検
   出器と、ドライブプーリ回転数検出器と、を備え、 シフト位置が走行可能位置にある時に、前記アクセルペ
   ダル・オン／オフ検出器がアクセル・オフ状態を示す場
   合において、前記車速検出器の異常を検出した際に、前
   記ドライブプーリ回転数が所定の設定値以下である時
   は、クラッチを解放し、前記ドライブプーリ回転数が前
   記所定の設定値よりも大である時には、クラッチを係合
   させるようにクラッチ圧を制御することを特徴とする制
   御装置。
2. 【請求項２】アクセルペダル・オン／オフ検出器がアク
   セル・オン状態を示す場合に、クラッチを係合状態とす
   る請求項１記載の制御装置。