JPH09217799A - 無段自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

無段自動変速機の変速制御装置

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JPH09217799A
JPH09217799A JP8022374A JP2237496A JPH09217799A JP H09217799 A JPH09217799 A JP H09217799A JP 8022374 A JP8022374 A JP 8022374A JP 2237496 A JP2237496 A JP 2237496A JP H09217799 A JPH09217799 A JP H09217799A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無段自動変速機において、所望の変速比へと
手動変速する際の操作を容易にする。 【解決手段】 無段変速機の変速比を現在よりも増加す
る方向または減少する方向へと運転者の手動操作に基づ
き選択的に指令する手動変速指令手段と、この手動変速
指令手段の信号に基づき、無段変速機の変速に関わる制
御量の目標値を所定量だけ増加または減少する目標値設
定手段と、目標値設定手段からの信号に基づき、自動変
速制御に優先して無段自動変速機の変速制御量を制御す
る手動変速制御手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は無段変速機を備えた
自動変速機の変速制御装置に関する。
【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６１−１０５３５３号公報を参照。） この種の自動変速機において、スロットル開度で代表さ
れる要求負荷や車速などの運転状態に応じて目標とする
変速比に自動変速するレンジ（Ｄレンジ）の他に、運転
者の手動操作により特定の例えばローギヤ相当の変速比
を選択できるレンジを設けたものがある。
【０００３】このような手動変速レンジを備えた自動変
速機では、例えばＤレンジでトップギヤ相当の小変速比
で走行中に手動操作で特定の低速段を指定すると、変速
の結果としてエンジン過回転等の問題を生じない限りに
おいて当該低速段の変速比へと変速が行われるなど、予
め定められた自動変速のパターン以外に運転者の意図に
応じた車両の運転も可能となり、したがってより幅広い
運転条件において車両の走行性能を発揮させることがで
きる。
【０００４】ところで、従来のこのような自動変速機に
よると、手動変速する際の変速比の決定を手動変速機の
ように特定のギヤ位置へとシフトレバーを移動させる方
式のものであったので、変速できるギヤ比が限られ、ま
た通常は自動変速により車両を運転操作している者には
操作性が悪いという問題があった。
【０００５】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、手動変速時に運転者が望む任意の変速比に
容易に変速することのできる無段自動変速機を提供する
ことを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、図５に示したように、エンジン回転を連
続可変的に駆動軸に伝達する無段変速機と、この無段変
速機の変速比に関わる変速制御量を運転状態に応じて定
まる目標値に制御する変速制御手段を備えた無段自動変
速機において、無段変速機の変速比を現在よりも増加す
る方向または減少する方向へと運転者の手動操作に基づ
き選択的に指令する手動変速指令手段と、この手動変速
指令手段の信号に基づき、変速制御量の目標値を所定量
だけ増加または減少する目標値設定手段と、目標値設定
手段からの信号に基づき、自動変速制御に優先して無段
自動変速機の変速制御量を制御する手動変速制御手段と
を設けた。
【０００７】上記目標値設定手段は、変速比増加指令ま
たは減少指令が入力した後、継続して当該指令が入力し
ているときは、その間所定量ずつ指令方向へと変速制御
量の目標値を修正するように構成することができる。
【０００８】また、上記変速制御量としては、無段変速
機の変速比を設定して目標変速比が達成されるように変
速比を直接的に制御するほか、エンジン回転速度を目標
として、エンジン回転の目標値が達成されるように変速
比を制御するように図ることもできる。
【０００９】
【作用】本発明においては、運転者による手動変速指令
手段の変速比増加方向または減少方向への操作のたびに
変速制御量の目標値が所定量だけ増加または減少する。
したがって、運転者が変速比を手動で変化させる場合に
は、必要な回数だけ手動変速指令手段に当該指令を繰り
返させるだけでよく、容易に所望の変速比へと手動設定
することができる。
【００１０】変速比増加指令または減少指令が入力した
後、継続して当該指令が入力しているときは、その間所
定量ずつ指令方向へと変速制御量の目標値を修正するよ
うに構成した場合には、手動変速指令手段を継続的に変
速比増加方向または減少方向へと操作し続けることによ
り連続的に変速比が変化するので、一度に変速したい量
が大きい場合にあっても、指令を手動的に繰り返す必要
がなくなり、その操作はより容易なものとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につき
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、本願発明の手動変速手段および自
動変速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および車速に応じて予
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目標変速比
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
１１２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１
１３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からの制御信号に応じて制御
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】なお、図２において１２０はセレクタレバ
ー１０５に連動する手動制御弁であり、この手動制御弁
１２０の位置に応じて、運転者が指定した特定変速比な
いし変速パターンに固定的に制御される状態、または電
子制御部１０１によって運転状態に応じて決定された変
速比に自動的に変速制御される状態に油圧制御部１０２
の回路が切り換えられる。
【００３５】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
自動変速機の変速比を手動で調整する操作を、変速比増
加方向または減少方向への選択という単純な操作により
容易に行えるようにすることを要旨とするものである。
【００３６】この点を上記無段自動変速機の構成に対応
させながら、図３に示した流れ図を参照しながら説明す
る。
【００３７】この制御では、図３に示したように、まず
変速比が自動的に制御される自動変速レンジか手動によ
り制御され手動変速レンジであるかが判定され、自動変
速レンジである場合には上述した運転状態を検出して変
速比を決定する自動変速制御を行う。これに対して、手
動変速レンジである場合には、次に運転者による変速方
向を判定する（ステップ３０１〜３０３）。なお、ここ
ではこうした切換機構として、自動変速から手動変速へ
の切り換え及び手動変速レンジでの変速をレバー操作に
より行うものを想定しており、手動変速レンジでは中立
位置からレバーを一方向に操作することによりアップ方
向（変速比減少方向）への指令を発するスイッチが作動
し、他方に操作することによりダウン方向（変速比増大
方向）への指令を発するスイッチが作動するように機能
する。
【００３８】手動変速レンジおいてレバーが中立位置に
あるときには、そのときの目標変速比が維持されるが
（ステップ３０４）、操作レバーがアップ方向に操作さ
れた場合には、次にアップスイッチによる指令が所定時
間以上継続しているか否かが判定される（ステップ３０
５）。アップスイッチによる指令が所定時間未満で終了
した場合、これは運転者が操作レバーをアップ方向に１
回操作してからすぐに中立に戻した条件にあたり、この
ときは制御量としての目標変速比を１段階だけ所定量変
速比減少方向に変化させる（ステップ３０６）。もし運
転者が操作レバーをアップ方向に操作し続けると、アッ
プスイッチによる指令が所定時間以上にわたり継続する
ことになり、このときは目標変速比をある微少量だけ変
速比減少方向に変化させる（ステップ３０７）。これに
より、操作レバーをアップ方向に操作し続けた場合に
は、目標変速比は連続的に減少して行くことになる。
【００３９】ダウン方向についても同様の制御が行わ
れ、運転者がダウン方向へと操作レバーを操作してすぐ
に中立に戻すという操作を行うたびに、目標変速比は１
段階だけ所定量変速比増加方向に変化し、操作レバーを
ダウン位置に操作し続けることにより、目標変速比は連
続的に変速比を増大させて行く（ステップ３０８〜３１
０）。
【００４０】次に、このようにして設定された目標変速
比が限界値を超えていないか否かが判定される。これは
まずその目標変速比となったときのエンジン回転速度が
許容最高回転または最低回転を超過していないかを判定
し、エンジン回転速度が最高回転を上回ることとなる場
合には最高回転相当の変速比に、最低回転を下回ること
となる場合には最低回転相当の変速比に、それぞれ目標
変速比が修正される（ステップ３１１〜３１３）。次
に、この目標変速比が無段変速機における最Ｈｉ変速比
または最Ｌｏ変速比を超過していないか否かが判定さ
れ、最Ｈｉ変速比よりも小さい場合には最Ｈｉ変速比
に、最Ｌｏ変速比よりも大きい場合には最Ｌｏ変速比
に、それぞれ目標変速比が修正される（ステップ３１４
〜３１６）。手動変速操作の時点で設定された目標変速
比が、これらエンジン回転及び変速比に関する上下の限
界値内にある場合には、その目標変速比は修正を受ける
ことはない。
【００４１】そして、このようにして決定された目標変
速比が最終的な変速比指令値として上述した変速制御系
に付与されて、無段変速機の変速比が当該目標変速比に
一致するように制御される（ステップ３１７）。
【００４２】図４はこのような制御による変速比変化の
一例で、これはまず手動変速レンジに移行した後、操作
レバーを２回アップ方向に操作し、次にダウン方向にあ
る時間のあいだ継続してレバーを保持したのち中立に戻
した様子を示している。図示されるように、操作レバー
を１回操作するたびに所定量だけ段階的に変速比が変化
し、また操作レバーをアップまたはダウンの何れかの方
向へ保持しておくことにより変速比はその方向に応じて
連続的に変化して行く。このような制御により、運転者
は操作レバーのアップ方向またはダウン方向への操作の
みで所望の変速比へと容易に変速させることが可能とな
る。
【００４３】なお、この種の自動変速機に装備されるト
ルコン等の流体式伝動装置は、車両停止時や発進時を除
いて通常はロックアップクラッチにより入出力軸間が直
結状態となっており、このため無段変速機のプライマリ
回転速度はエンジン回転速度と一致し、無段変速機のプ
ライマリ軸−セカンダリ軸間の速度比つまり変速比によ
りエンジン回転速度が決まる。したがって、上記制御に
おける目標制御量としては、変速比に限らず、エンジン
回転速度を用いることもできる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
運転者による操作レバー等からなる手動変速指令手段の
変速比増加方向または減少方向への操作のたびに変速比
またはエンジン回転速度等の変速制御量の目標値が所定
量だけ増加または減少するようにしたので、必要な回数
だけ手動変速指令手段に当該指令を繰り返させるだけで
容易に所望の変速比へと手動変速することができる。
【００４５】また、本発明において、変速比増加指令ま
たは減少指令が入力した後、継続して当該指令が入力し
ているときにその間所定量ずつ指令方向へと変速制御量
の目標値を修正するように構成した場合には、手動変速
指令手段を継続的に変速比増加方向または減少方向へと
操作し続けることにより連続的に変速比が変化するの
で、一度に変速したい量が大きい場合にあっても、指令
を手動的に繰り返す必要がなくなり、その操作をより容
易に行うことができる。
【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】 本発明の一実施形態の制御内容を示す流れ
図。
【図４】 実施形態による変速制御例を示す変速特性線
図。
【図５】 本発明の構成図。
【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 １２０ 手動制御弁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジン回転を連続可変的に駆動軸に伝
    達する無段変速機と、この無段変速機の変速比に関わる
    変速制御量を運転状態に応じて定まる目標値に制御する
    変速制御手段を備えた無段自動変速機において、 無段変速機の変速比を現在よりも増加する方向または減
    少する方向へと運転者の手動操作に基づき選択的に指令
    する手動変速指令手段と、 この手動変速指令手段の信号に基づき、変速制御量の目
    標値を所定量だけ増加または減少する目標値設定手段
    と、 目標値設定手段からの信号に基づき、自動変速制御に優
    先して無段自動変速機の変速制御量を制御する手動変速
    制御手段とを備えたことを特徴とする無段自動変速機の
    変速制御装置。
  2. 【請求項２】 目標値設定手段は、変速比増加指令また
    は減少指令が入力した後、継続して当該指令が入力して
    いるときは、その間所定量ずつ指令方向へと変速制御量
    の目標値を修正するように構成されていることを特徴と
    する請求項１に記載の無段自動変速機の変速制御装置。
  3. 【請求項３】 変速制御量としては、エンジン回転速度
    が設定され、エンジン回転速度の目標値が達成されるよ
    うに変速比が制御されることを特徴とする請求項１また
    は請求項２の何れかに記載の無段自動変速機の変速制御
    装置。
  4. 【請求項４】 変速制御量としては、無段変速機の変速
    比が設定されることを特徴とする無段自動変速機の変速
    制御装置。
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