JPS59175664A - 無段変速機の変速制御装置 - 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】 本発明は、ベルト式の無段変速機の変速制御装置に関し
、特に変速制御及びライン圧の圧力調整するに必要なエ
ンジン回転の信号油圧を低回転時、安定化させるものに
関する。

この種の無段変速機の変速制御装置に関しては、従来例
えば、特開昭５５−６３０５１号公報により一対のブー
りとそこに掛は渡されたベルトの機構において、ベルト
のプーリ比を変換することで無段変速することが示され
ている。また、かかる無段変速機の変速制御に関しては
、従来例えば、特開昭５５−Ｅｉ５７５５号公報により
、スロットル開度とエンジン回転数との関係で変速制御
弁を動作し、プーリ側の実際の変速比、ライン圧及びエ
ンジン回転数の関係でライン圧の圧力調整弁を動作して
、自動的に無段階の変速制御を行うことが示されている
。

ところで、上記先行技術による変速制御系では、エンジ
ン回転の信号油圧としてブーり入力側回転軸の遠心油圧
を機械的に検出して用いている。即ち、エンジン側主プ
ーリの油圧サーボ装置に遠心油圧を発生させる回転室を
設け、この部分に生じる遠心油圧をピトー圧として取出
し、変速制御弁及び圧力調整弁の一方にバランス荷重用
として作用している。従って、かかる遠心油圧に基づく
エンジン回転の信号油圧特性は、第１図に示すように二
次曲線として設定されるため、中、高速域では回転数の
変化に対する信号油圧の変化が大きく、８弁のバランス
荷重用として安定した状態で使用し得る。しかしながら
、第１図で斜線で示ず低速域では、信号油圧の値自体が
小さいために８弁のスプリング荷重のバラツキ、スプー
ルの摺動抵抗の影響を受は易くなり、更に回転数の変化
に対する信号油圧の変化が小さいために、各エンジン回
転に応じた微妙な弁動作を行い難く、変速制御が不安定
化する。

そこで、上記エンジン回転の信号油圧にお（プる低速域
の特性を改善する方法として、遠心油圧に応じたピトー
圧検出部の回転室径を大きくするか、又は８弁のスプー
ル受圧面積を増加することが考えられる。しかるに、い
ずれも低速域のみならず、中、高速域の特性も影響を受
（〕、各弁のバランス関係が大幅に変わって変速制御装
置の大型化を招き、更に低速域の特性自体は相似的に変
化しているだりであるので、特別な効果は期し難い。

また、かかる無段変速機の変速制御特性は、第２図に示
されるように、エンジンとアイドル回転Ｖ１より高い回
転数ｖ１からクラッチの接続が開始し、クラッチの接続
の時点Ｐ１で変速比最大の直線Ｑ１に沿って走行開始づ
る。そしてアクセルペダルの踏み加減によりその直線Ｑ
１の任意の支点Ｐｉからプーリ比変速領域に入って無段
変速が行われ、変速比最小の直線ｑ２に達した時点Ｐ３
以降はその直線Ｑ２に沿った走行となる。次いで、減速
時、例えば変速比最小の状態ならば直線Ｑ２に沿って車
速と共にエンジン回転数が漸次低下し、上記クラッチの
接続時のエンジン回転数Ｖ１になった時点Ｐ４以降再び
プーリ比変換領域に入り、今度は上述と逆に変速比を増
大するように無段変速して変速比最大の直線Ｑ１に戻る
。

そこでこのような変速特性において、好燃費を得るには
変速比が小さい高速段走行限界点Ｐ４をできるだ（ツエ
ンジン回転低速側に設定し、高速段の走行領域を拡大す
ることが望ましい。そしてこれは、エンジン側との接断
を行うクラッチに電磁クラッチを用い、エンスト直前の
エンジン回転までクラッチを接続状態に保持さＵること
により、動力伝達系としては実現可能である。

一方、変速制御系においてもこのようなエンジン回転の
低速域での変速制御を可能にするには、この低速域の信
号油圧を安定して得ることが必要不可欠である。しかる
に、上述のようにエンジン回転の信号油圧として遠心油
圧を用いたものでは、エンジン回転の低速域の信号油圧
が不安定であるＩｃめ、かかる高速段走行限界点Ｐ、の
低速移行の実現が困難である。

本発明は、このような従来技術のエンジン回転に応じた
信号油圧の検出手段に基づく種々の問題点に鑑み、エン
ジン回転低速域でも中、高速域と同様の安定した信号油
圧を得て、エンジン回転低速域の変速制御動作を的確に
行い、更に高速段走行限界点の低速側への移行を可能に
して燃費の向上を図るようにした無段変速機の変速制御
装置を提供することを目的とする。

この目的のため本発明による装置は、ライン圧自体が油
圧源として安定しており、且つエンジン回転の信号油圧
における必要最高圧の値がライン圧の値に比べて小さく
て済み、更にエンジン回転の信号としてはイグニッショ
ンパルスが低速域においても充分安定して得ることがで
きる等の点に着目し、モジュレータ弁によりライン圧を
調圧してエンジン回転の信号油圧生成のための一定圧を
取出し、一方、電子回路によりイグニッションパルスに
応じたデユーティ制御信号を出力し、該デユーティ信号
により電磁弁において上記モジュレータ弁からの一定圧
を排油制御づることにより、エンジン回転に対し略比例
的に変化する信号油圧の特性を得ることを特徴とづるも
のである。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を具体的に説明
する。まず第３図において本発明が適用される無段変速
機の一例として電磁粉式クラッチ何無段変速機について
説明すると、符号１は電磁粉式クラッチ、２は無段変速
機であり、無段変速機２は大別すると前、後進の切換部
３、ベルト式の無段変速部４、終減速部５及び油圧制御
部６がら構成されている。

電磁粉式クラッチ１はエンジンからのクランク＠７にコ
イル８を内蔵したドライブメンバ９が一体結合、これに
対し変速機入力軸１ｏにドリブンメンバ１１が回転方向
に一体的にスプライン結合し、これらのドライブ及びド
リブンメンバ９，１１がギャップ１２を介して遊嵌して
、このギャップ１２にパウダ室１３から電磁粉を集積す
るようになっている。

また、ドライブメンバ９にはホルダ１４を介してスリッ
プリング１５が設置され、スリップリング１５に給電用
のブラシ１６が摺接してコイル８にクラッチ電流を流す
ようにしである。

こうして、コイル８にクラッチ電流を流づと、ドライブ
及びドリブンメンバ９．１１の間に生じる磁力線により
両者のギャップ１２に電磁粉が鎖状に結合して集積し、
これによる結合力でドライブメンバ９に対しドリブンメ
ンバ１１が滑りながら一体結合しで接続した状態になる
。一方、クラッチ電流をカットすると、電磁粉によるド
ライブ及びドリブンメンバ９．１１の結合力が消失して
クラッチ切断状態になる。そしてこの場合のクラッチ電
流の供給及びカットを無段変速機２の切換部３をシフト
レバ−等で操作する際に連動し−Ｃ行うようにすれば、
Ｐ（パーキング）又はＮにュートラル〉レンジからＤ（
ドライブ）ヌは［＜（リバース）レンジへの切換時に自
動的にクラッチ１が接断して、クラッチペダル操作は不
要になる。

次いで無段変速機２において、切換部３は上記クラッチ
１からの入力軸１０とこれに同軸上に配置された無段変
速部３の主軸１１との間に設けられるもので、入力軸１
０に一体結合する後進用ドライブギヤ１８と主軸１１に
回転自在に嵌合する後進用ドリブンギヤ１９とがカウン
タギヤ２０及びアイドラギＶ２１を介して噛合い構成さ
れ、更にこれらの主軸１７とギヤ１８．１９の間に切換
クラッチ２２が設けられる。

そしてＰ又はＮレンジの中立位置から切換クラッチ２２
をギヤ１８側に係合すると、入力軸１０に主軸１７が直
結してＤレンジの前進状態にし、切換クラッチ２２をギ
ヤ１９側に係合すると、入力軸１０の動力がギＶ７１８
ないし２１により減速逆転してＲレンジの後進状態にす
る。

無段変速部４は上記主軸１７に対し副軸２３が平行配置
され、これらの両輪１７．２３にそれぞれ主プーリ２４
、副プーリ２５が設けられ、且つプーリ２４．２５の間
にエンドレスの駆動ベルト２６が掛は渡しである。プー
リ２４．２５はいずれも２分割に構成され、可動側ブー
り半休２４ａ　、　２５ａには油圧サーボ装置２７、２
８が付設されてプーリ間隔を可変にしである。

そしてこの場合に、主プーリ２４は固定側プーリ半体２
４ｂに対しで可動側ブーり半体２４ａを近づけてブーり
間隔を順次狭くさせ、副プーリ２５は逆に固定側プーリ
半体２５ｂに対し可動側プーリ半休２５ａを遠ざけてプ
ーリ間隔を順次広げ、これにより駆動ベル１−２６のプ
ーリ２４．２５における巻付は径の比を変化して無段変
速した動力を副軸２３に取出すようになっている。

終減速部５は上記副軸２３に中間減速ギヤ２９を介して
連結される出力軸３０の出力ギヤ３１に大径のファイナ
ルギヤ３２が噛合い、このファイナルギヤ３２から差動
機構３３を介して左右の駆動輪の車軸３４゜３５に伝動
構成される。

更に油圧制御部６は主プーリ２４側に、その主軸１７及
び入力軸１０の内部を貫通してエンジンクランク軸７に
直結するポンプ駆動軸３６でエンジン運転中宮に油圧を
生じるように油圧ポンプ３７が設けられる。そしてこの
ポンプ油圧が油圧制御回路３８でエンジン回転数及びス
ロットル開度等により制御されて油路３９．４０を介し
主プーリ及び副プーリ側の各油圧サーボ装置２７．２８
に供給され、無段変速部２の無段変速制御を行うように
構成される。

第４図において、変速制御系について説明すると、主プ
ーリ側の油圧サーボ装置２７において主プーリ可動側半
休２４ａがピストンを兼ねてシリンダ２７ａに嵌合し、
サーボ室２７ｂのライン圧で動作づるようにされ、副プ
ーリ側の油圧サーボ装置２８においても副プーリ可動側
半体２５ａがシリンダ２８ａ１；二ＩＩＸ合し、サーボ
室２８ｂのラインＩ］′：Ｔ動（す刃るようにされ、こ
のＭｊＡ合に半休２４ａの方が半休２５ａに比べＣライ
ン圧の受圧面積が大さくなっている。

そし−（、副ブーリリーボ室２８１）からの油路４０が
油圧ポンプ３７．フィルタ４１を介し−Ｃ油溜４２に連
通し、この油路４０の油圧ポンプ吐出側から分岐して主
プーリ１ノーボ室２７ｂに連通づる油路３９に圧力調整
弁４３及び変速制御弁４４が設りられている。

変速制御弁４４は弁本体４５．スプール４Ｇ、スプール
４Ｇの一方に付勢されるスプリング４７及びスプリング
力を変化づる作動部材４８から成り、スプール４６のス
プリング４７と反対側のボート４５ａにエンジン回転数
の信号油圧が轡かれ、作動部材４８にはスロ開度−ル間
度に応じて回動するスロットルカム５１が当接しである
。また、弁本体４５のボー１へ４５ｂはスプール４６の
ランド４６ａ　、　４６ｂによりライン圧供給用ボー１
−４５ｃどドレンボー１〜４５ｄの一方に選択的に連通
づるようになっており、ボート４５ｂが油路３９の油路
３９ａによりサーボ室２７ｂに連通し、ボート４５ｃが
油路３９ｂににり圧ツノ調整弁４３側に連通し、ドレン
ボート４５ｄが油路５２により油溜側に連通する。

これにより、変速制御弁４４のスプール４６においては
、ボート４５ａのエンジン回転数に応じた信号油圧と、
カム５１の回動に伴うスロットル開度に応じたスプリン
グ力が対抗して作用し、これら両者の関係により動作づ
る。即ち、エンジン回転数が大きいほど、またスロット
ル開度が小さいほどボート４５ｂと４５ｃが連通して主
プーリ４ノーボ室２７ｂにライン圧を導入するため、変
速比を減じて高速段側に変速する。

次いで、圧力調整弁４３は弁本体５３．スプール５４゜
スプリング５５から成り、スプール５４のスプリング５
５と反対側のボート５３ａ　、　５３ｂにはそれぞれエ
ンジン回転の信号油圧、油路３９ｃ　、　４０による副
プーリサーボ油圧が導かれ、スプリング５５には主プー
リ可動側半休２４ａに係合して実際の変速比を検出する
フィードバックリンク５Ｇが連結される。更に、変速制
御弁４４側の油路３９ｂとポンプ側の油路３９ｃに連通
するボート５３Ｃ，ドレン側の油路５２に連通づるボー
ト５３ｄがスプール５４のランド５４ａにより連通可能
になっている。

これにより、圧力調整弁４３のスプール５４にはエンジ
ン回転の信号油圧と副ブーリサーボ油圧を加算したもの
と、実際の変速比に対応したスプリング力とが対抗して
作用し、これらの関係により動作づる。即ち、エンジン
回転数が上昇するのでピトー圧が高くなる。他方、フィ
ードバックリンク５６の圧力調整弁４３に作用覆る力は
それほど変化しないので、スプール５４が左側に移動し
てボート５３Ｇと５３６を連通し、ライン圧が一部ドレ
ンすることにより低下すべく調圧されて高速段側への変
速を可能にづ−る。また、キックダウン時のスロットル
全開に伴うスロワ１−ルカム５１の作用や、エンジン回
転の低下で、変速制御弁４４により主プーリサーボ室２
７ｂがドレンされて低速段側に移行する場合に、フィー
ドバックリンク５６により圧力調整弁４３のスプリング
荷重を増大し、ボート５３ｃと５３ｄを遮断して副プー
リサーボ油圧を高めるように調圧されて、低速段側への
変速を可能にする。

このような構成にＪ３いて、更にエンジン回転の信号油
圧を１りるための油圧回路とし−Ｃ１ライン圧回路で常
に圧力調整弁４３により調圧したライン圧を得る圧力調
整弁４３のボーｌ−５３ｃ十流側の油路３９１）から油
路６０が分岐し、この油路６０がモジュレータ弁６１を
介して電磁弁６２に連通されている。

モジュレータ弁６１は弁本体６３．スプール６４及びリ
ターン用スプリング６５から成り、スプリング６５とそ
れに対向するボー１−６３ａの調圧油圧との関係により
、出口ポート６３ｂを入口ポート６３ｃ又はドレンボー
ト６３ｄの一方に連通し、エンジン回転の信号油圧を生
成するための一定圧を得るようになっている。そしてこ
の場合の一定圧には、ライン圧の変動に対しその最低圧
より若干低目に設定Δれる。

電磁弁６２はコイル６Ｇに電子回路６７からのエンジン
回転に応じたデコーテイ制御信号が入力し、通電する毎
に弁体６８によりボート６９を開いて排油制御し、ボー
ト６９とその上流の絞り７０との間から分岐する油路７
１にエンジン回転の信号油圧を発生するようになってお
り、かかる油路７１が変速制御弁４４のボート４５ａ及
び圧力調整弁４３のボート５３ａに連通される。

第５図において、電子回路６７について詳記すると、入
力端子７５から入力するエンジン回転数に応じたイグニ
ッションパルスが波形整形回路７６で正規のパルス波に
整形され、Ｆ−Ｖ変換回路７７でアナログ電圧値に変換
され、更にこの電圧値が三角波発生回路７８の三角波と
比較回路７９で比較されて、エンジン回転数に対応した
デユーティ比の制御信号を出力する。そして、かかる制
御信号により出力トランジスタ８０をオン・オフさせて
電磁弁６２を排油制御するように構成されている。

次いで、このように構成された変速制御装置の動作につ
いて説明する。先ず、本発明の主眼であるエンジン回転
の信号油圧生成に関して第６図を参照して説明づ”ると
、電子回路６７において入力端子７５から入力する第６
図（ａ）のようなイグニッションパルスは（ｂ）のよう
に波形整形され、その後、Ｆ−■変換回路７７により（
Ｃ）のように周波数、即ちエンジン回転数に比例した電
圧が取出される。そしてこの電圧が（ｄ）のように三角
波と比較され、こｉｔにより（ｅ）のようにエンジン回
転数が大きいほどデユーティ比の小さいパルス波の制御
信号を得る。

そこで、モジュレータ弁６１によりライン圧を調圧した
一定圧が作用している電磁弁６２においては、エンジン
回転数が低いとデユーティ比の大きい制御信号によりト
ランジスタ８０のＡンしている時間が長くなるため、ポ
ー１〜６９からの排油量も増大して信号油圧は小さくな
る。一方、エンジン回転数が高くなると、制御信号のデ
ユーティ比が小さくなってトランジスタ８０のオンして
いる時間を減じるようになり、このため電磁弁６２のポ
ー１−６９からの排油量も少なくなって信号油圧は大き
くなるのであり、こうして第７図に示すようにエンジン
回転数に対し略比例した信号油圧が得られる。

尚、ここで電磁弁６２のコイル６６に対して逆流防止用
ダイオードのみを並列接続すると、エンジン回転に対し
信号油圧は比例関係になるが、ダイオードの回路中に抵
抗を入れるとインピーダンス回路の成形により二次曲線
の関係になる。従ってこのような回路設計により、所望
の特性を得ることができる。

続いて変速制御弁４４と圧力調整弁４３による変速制御
動作について説明すると、走行開始時には変速制御弁４
４においてエンジン回転の信号油圧が小さいことから、
スプール４６は右側に移動してボート４５ｂがドレンボ
ート４５ｄに連通し主プーリサーボ室２７ｂを排油して
いる。このため主プーリ２４の可動側半休２４ａは後退
して駆動ベルト２６が深く巻回し、プーリ比最大の変速
比が最も大きい低速段となる。

その後、エンジン回転の上昇とともにその信号油圧が高
くなると、変速制御弁４４のスプール４６が左側に移動
してボート４５ｂをポー！−４５０に連通し、これより
主プーリサーボ室２７ｂにもライン圧が導入する。する
と、主プーリ２４の可動側半体２４ａは前進し、この場
合に副プーリ側に比べて受圧面積が大きいことから、駆
動ベル１〜２６の側方を強く押圧することになり、これ
によりフィードバックリンク５６を介して圧力調整弁４
３のスプリング５５の力が弱まり、圧力調整弁４３でラ
イン圧を低下づべく調圧される。そこで、主プーリ２４
のベルト巻付り径が順次大きくなって、第２図の実線の
ように変速比が小さい高速段側に無段変速される。

一方、減速時にはスロットル開度に対応したスプリング
力が最小であるが、エンジン回転数と共にその信号油圧
は成る程度高いため、変速制御弁４４により主プーリサ
ーボ室２７ｂがライン圧供給状態になって、変速比の小
さい高速段を保持する。

そして車両停止直前になると、エンジン回転もアイドル
回転に近くなるが、この場合の各エンジン回転の信号油
圧が的確に検出されて変速制御弁４４等に作用している
ため、エンスト直前のエンジン回転数■３までは上述の
状態を更に持続づることが可能になる。そこで、変速特
性は第２図の破線のようになり、上記エンジン回転数ｖ
３に相当覆る変速段走行限界点Ｐ４′になったところで
、変速制御弁４４により主プーリサーボ室２７ｂがドレ
ンされ始めて低速段側に移行する。そして、フィ−ドパ
ツクリンク５６により圧力調整弁４３のスプリング力が
増づ−ことでライン圧は高（調圧されながら、上述の場
合とは逆に低速段側に無段変速されて車両停止に至る。

以上の説明から明らかなように本発明によると、エンジ
ン回転の（８号油圧が遠心油圧を用いることなくイグニ
ッションパルスに基づいて生成され、その特性がエンジ
ン回転に対し略比例したものになって低速域が安定化し
、減速時の高速段走行限界点を低速側に移行するーこと
が可能になるので、燃費を向上し得る。エンジン回転の
信号油圧の特性がいずれの領域でも安定したものになる
ので、変速制御弁４４．圧力調整弁４３の動作を的確に
行うことができ、略比例関係のの特性であるための合弁
のバランスの設定が容易になる。

また、エンジン回転の信号油圧生成のために、安定した
ライン圧を利用しているので信号油圧も安定化し、且つ
構造的も簡素化する。更にイグニッションパルスによる
デ゛ニーティ制御信号で電磁弁６２を排油制御するもの
であるから、エンジン回転の微妙な変化に対して信号油
圧を的確に示ずことができる。

尚、電磁弁６２からの排油傷は温度変化による粘性の影
響で変化する恐れがあるが、これは温度変化に対してデ
コーティ制御信号を補正づることにより、上記影響を除
くことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図従来のピト−圧特性を示づ線図、第２図は変速特
性を示づ線図、第３図は本発明が適用される無段変速機
の一例を示すスケル１〜ン図、第４図は本発明による装
置の一実施例を示す構成図、第５図は電子回路の回路図
、第６図は波形線図、第７図は信号特性を示す線図であ
るウ ド・・電磁粉式クラッチ、２・・・無段変速機、３・・
・切換部、４・・・無段変速部、５・・・終減速部、６
・・・油圧制御部、７・・・クランク軸、８・・・コイ
ル、９・・・ドライブメンバ、１０・・・入力軸、１１
・・・ドリブンメンバ、１７・・・主軸、２２・・・切
換クラッチ、２３・・・副軸、２４・・・主プーリ、２
５・・・副プーリ、２６・・・駆動ベル（−１２γ、２
８・・・油圧サーボ装置、３０・・・出力軸、３８・・
・油圧制御回路、４３・・・圧力調整弁、４４・・・変
速制御弁、６１・・・モジュレータ弁、６２・・・電磁
弁、６７・・・電子回路、７５・・・イグニッションパ
ルス入力端子、７６・・・波形整形回路、７７・・・Ｆ
−Ｖ変換回路、７８・・・三角波発生回路、７９・・・
比較回路、８０・・・出力トランジスタ、特許出願人　
　　　富士重工業株式会社代理人　弁理士　　小　橋　
信　浮 量　　弁理士　　村　井　　　進

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主ブーりと副プーリの間に巻装される駆動ベルトプーリ
   比を変換して無段変速を行う無段変速機の、−Ｆ記副プ
   ーリ側油圧サーボ装置には常にライン圧を導き、上記主
   プーリ側油圧サーボ装置にはスロワ１〜ル開度とエンジ
   ン回転数の関係で動作する変速制御弁を介してライン圧
   を給排油し、該ライン圧自体をエンジン回転、副プーリ
   側サーボ油圧及び実際の変速比の関係により圧力調整弁
   で調圧づ゛る変速制御ｌｌ装置において、モジュレータ
   弁によりライン圧を調圧して一定圧を取出し、該一定圧
   をｔｔｔ　ｒＧ弁において電子回路からのイグニッショ
   ンパルスに応じたデユーティ制御信号で排油制御するこ
   とにより、エンジン回転に対し略比例的に変化づ゛る信
   号油圧を生成し、該信号油圧を上記変速制御弁及び圧力
   調整弁に作用するように構成したことを特徴とする無段
   変速機の変速制御装置。