JPS62255242A - 無段変速機の制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、無段変速別の変速比を制御する制御装置に関
する。

（従来の技術） 自動車等のエンジンの出力を車輪に効率的に伝達するた
めにエンジンの駆動系に介在せしめられる変速機の１つ
として、例えば特開昭６０−９５２５８号公報に記載さ
れているような、変速比を所定の範囲内で連続的に無段
階で変化させることのできる■ベルト式の無段変速機が
知られている。

この様な無段変速機においては、上記公報にも記載され
ているように、一般に第６図に示す様な変還制御特性、
即ち例えばスロットルバルブ開度Ｔｈ等で表わされるエ
ンジン負荷と変速機の入力軸の目標回転数（目標入力回
転数）　ＴＮｔ）とをパラメータとし、該バルブ開度１
’−ｈの減少に伴なって該目標入力回転数ＴＮＩ）が減
少（この場合のＴＮｐの減少にはＴ？’Ｊｆ）不変も含
む）するように設定して成る変速制御特性に基づいて、
上記変速機の入力軸の回転数（入力回転数）Ｎｐを、各
スロットルバルブ開度Ｈｈにおいてその開度Ｔｈに対応
する目標入力回転数ＴＮｐになるように変速比の制御が
行なわれる。例えば図中スロットルバルブ開度Ｔｈｘに
おいである時点で入力回転数がＮｐ！ａで必る場合には
その回転数がＴＮＩ）　１になるように変速機をシフト
ダウンさせて連続的に変速比を大きくする変速比制御が
行なわれ、回転数がＮ０１ｂである場合には反対にその
回転数がＴＮｐｌになるように変速機をシフトアップざ
ぜて連続的に変速比を大きくする変速比制御が行なわれ
る。

なお、ここで変速比とは、変速機の入力軸の回転数を変
速機の出力軸の回転数で除したものを意味し、いわゆる
ギヤ比と同じ意味である。また、上記第６図に示す特性
は燃費経済等を考慮して決定された変速比制御特性であ
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記の如き無段変速機は変速比を連続的に変
化させ得るという長所を有する反面、その変速比の制御
が運転者の見えない所で、かつ運転者の意思とは無兜係
に行なわれており、従って運転者は今どの程度の変速比
で走行しているのかを明確に認識することは困難である
。

不発明の目的は、上記事情に鑑み、変速比を運転者に知
らしめることができるようにした無段変速機の制御装置
に関する。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る無段変速機の制御装置は、上記目的を達成
するため、たとえば変速機の入力軸の回転数と出力軸の
回転数とから変速比を検出する変速比検出手段と、該検
出手段によって検出された変速比を運転者に対して表示
する例えば発光ダイオードを用いたデジタル表示板の如
き表示手段とを備えて成ることを特徴とする。

（発明の効果） 本発明に係る無段変速機の制御装置は、上述の如く構成
されているので、運転者は走行中の変速比を知ることが
できるので好都合である。また、走行中の変速比を運転
者に知らしめることによって、運転者に対して無段変速
機のなめらかな無段階変速を明確に認識させることがで
き、それによって従来の手動変速や自動変速に対する無
段変速の特徴を十分に認識させることができる。

（実　施　例） 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。

第１図は、不発明に係る制御装置と、該制御装置によっ
て制御される無段変速機等から成る自動車のエンジン駆
動系の一例を示す図である。

第１図において、１はエンジンで、該エンジン１の出力
（回転）は、クラッチ２、ギアボックス３、無段変速機
４．デファレンシャルギア５を介して、駆動輪６へ伝達
されるようになってあり、エンジン１から駆動輪６まで
の間の動力伝達機構が、エンジン駆動系を構成している
。

前記エンジン１には、吸気マニホルド７を介して吸気管
８が接続され、該吸気管８内に配設したスロットルバル
ブ９の開度を調整することにより、エンジン１の出力が
調整される。また、前記ギアボックス３は、後述するよ
うに、手動操作によって、Ｒ（リバース）、Ｎにュート
ラル）、Ｄ（ドライブ）、しくロー）の各レンジをとり
うるようになっている。ざらに、クラッチ２の断続およ
び無段変速機４の変速比制御は、油圧を利用したアクチ
ュエータを制御することにより、後述するようにそれぞ
れ自動的に行なわれるようになっているユ 次に前記クラッチ２．ギアボックス３．無段変速機４に
つき、第２図に基づいて順次説明することとする。

前記クラッチ２は、エンジン１のクランクシャフトとも
なるクラッチ入力軸２１と、該入力軸２１に対して回転
自在なりラッチ出力軸２２とを有する。

このクラッチ出力軸２２には、クラッチディスク２３が
スプライン嵌合され、該クラッチディスク２３を、クラ
ッチ入力軸２１と一体のフライホイール２４に圧接する
ことによって、両軸２１と２２がつながった接続状態と
なり、逆にクラッチディスク２３とフライホイール２４
とが離間すると両軸２１と２２との連動が断たれた切断
状態となる。このようなりラッチディスク２３のフライ
ホイール２４に対する圧接、離間を行なうため、出力軸
２２にはスリーブ２５が摺動自在かつ回転自在に嵌合さ
れて、該スリーブ２５には、支点２６を中心にして揺動
自在とされた皿ばね等のばね部材２７の一端部が連結さ
れる一方、該ばね部材２７の（１部が、クラッチディス
ク２３の背面に臨まされたクラッチプレッシャプレート
２８に連結されている。これにより、スリーブ？５が第
２図左方動すると、ばね部材？７を介してクラッチプレ
ッシャプレート？８すなわちクラッチディスク２３が同
図左方へ変位された接続状態となり、逆にこの接続状態
からスリーブ２５が第２図左方動すると切断状態となる
。

前記ス１１−７２５の第２図左右方向中位位置の調整は
、シリンダ装＠２９により行なわれるようになっている
。すなわち、シリンダ装置２９のピストンロッド３０が
、支点３１を中心にして揺動自在な揺動アーム３２の一
端部に連結される一方、該揺動アーム３２の他端部が前
記スリーブ２５の背面に臨まされている。また、シリン
ダ装置２９のピストン３３によって両穴された油至３４
が、配管３５を介して三方電磁切換弁からなるクラッチ
ソレノイドバルブ３６に接続され、該クラッチソレノイ
ドバルブ３６は、油圧ポンプ３７の吐出側より伸びる配
管３８、およびリザーバタンク３９より伸びる配管４０
に、それぞれ接続されている。そして、油圧ポンプ３７
の吸込側は、フィルタ４１が接続されてリザーバタンク
３９より伸びる配管４２が接続されている。

前記クラッチソレノイドバルブ３６は、接続用と切断甲
との２つのソレノイド３６ａ　、　３６ｂを有し、接続
ソレノイド３６ａを励磁（切断ソレノイド３６ｂは消磁
）シた際に、油圧ポンプ３７とシリンダ装置２９の油掌
３４とが連通されて、ピストンロッド３０が伸長され、
クラッチ２が接続される。そして、この接続時にあける
クラッチ２の伝達トルクは、油至３４に対する油液供給
量を多くするほど大きくなる（クラッチディスク２３の
フライホイール２４に対する圧接力が大きくなる）ｅま
た、切断ソレノイド３６ｂを励磁（接続ソレノイド３６
ａは消磁）シた際には、上記油至３４がリザーバタンク
３９に開放されて、ピストンロッド３０がリターンスプ
リング４３によって縮長されて、クラッチ２が切断され
る。

さらに、両ソシノイド３６ａ　、　３６ｂを共に消磁し
た際には、油至３４は密閉状態となって、ピストンロッ
ド３０はそのままの状態に保持されるヨ前記ギアボック
ス３は、その入力軸がクラッチ出力軸２２によって構成
されており、該クラッチ出力軸２２には、第１ギア５１
とこれよりも小径の第２ギア５２とが一体形成されてい
る。この出力軸？２に対しては、これと平行にギアボッ
クス出力軸５３が配設されると共に、該両軸２２と５３
との中間において、第２ギア５２と常時噛合うバンクギ
ア５４が配設されている。上記ギアボックス出力軸５３
には、第１ギア５１と常時噛合う大径の中間ギア５５が
回転自在に嵌合される一方、スリーブ５６が一体化され
ている。そして、このスリーブ５６に対しては、クラッ
チギア５７が常時スプライン嵌合され、該クラッチギア
５７は、その軸方向変位に伴なって、第２図に示すよう
に、中間ギア５５に対してもスプライン嵌合可能とされ
ている。

このようなギアボックス３は、そのクラッチギア５７が
第２図に示すように最右方位置にあるときに、クラッチ
出力軸２２の回転が、第１ギア５１．中間ギア５５．ク
ラッチギア５７．スリーブ５６を介してギアボックス出
力軸５３に伝達され、このときの出力軸５３の回転方向
が自動車の前進方向に相当する。

また、クラッチギア５７を第２図最左方位置に変位させ
たときは、クラッチ出力軸２２の回転が、第２ギア５２
．バンクギア５４．クラッチギア５７．スリーブ５６を
介してギアボックス出力軸５３に伝達され、このときの
出力軸５３の回転方向が、自動車の後退方向に相当する
。ざらに、クラッチギア５７が第２図左右方向中間スト
ローク位置にあるときは（クラッチギア５７が中間ギア
５５とスプライン嵌合せず、かつバックギア５４とも噛
合しない位置にあるとき）クラッチ出力＠２２とギアボ
ックス出力軸５３との連動がｊπ断されたニュートラル
状態となる。

前記クラッチギア５７の変位位置の調整は、シリンダ装
置５８によって行なわれるようになっている。

すなわち、シリンダ装置５８のピストンロッド５９が、
連動アーム６０を介してクラッチギア５７に連係されて
、ピストンロッド５９が伸長した際には、クラッチギア
５１が第２図左方へ変位されるようになっている。この
シリンダ装置５８は、そのピストン６１によって２つの
油室６２．６３が画成され、油室６２は配管６４を介し
て、また油室６３は配管６５を介して、三方切換弁から
なるマニュアルバルブ６６にそれぞれ接続されている。

そして、マニュアルバルブ６６は、配管６７を介して前
記油圧ポンプ３７に、また配管６８を介してリザーバタ
ンク３９に、それぞれ接続されている工 このようなマニュアルバルブ６６は、支点６９を中心に
して揺動自在な操作レバー７０を手８操作することによ
り、その切換えが行なわれるもので、操作レバー７０は
、第２図時計方向へ揺動されるのに伴なって、順次Ｒレ
ンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ。

Ｌレンジをとり得るようになっている。このＲシン９位
置においては、油室６２が油圧ポンプ３７に連通される
と共に、油室６３がリザーバタンク３９に開放されるこ
とにより、ピストンロッド５９が伸長し、ギアボックス
３は後退状態となる。また、Ｎレンジ位置にあっては、
両部至６２．６３共にリザーバタンク３９に開放されて
、リターンスプリング７１のバランス作用により、ピス
トンロッド５９すなわちクラッチギア５７が中間ストロ
ーク位置となって、ギアボックス３は前述したニュート
ラル位置となる。

ざらに、Ｄシン９位置にあっては、油室６２がリザーバ
タンク３９に開放されると共に、油室６３が油圧ポンプ
３７に連通されて、ピストンロッド５９が縮長し、ギア
ボックス３は前述した前進状態となる。

なあ、Ｌシン９位置の際には、マニュアルバルブ６６は
Ｄレンジと同じ位置とされるよ 前記無段変速機４は、互いに平行な入力軸８１と出力軸
８２とを有し、入力軸８１にはプライマリプーリ８３が
、また出力軸８２にはセカンダリプーリ８４が設けられ
て、該両プーリ８３と８４との間には、■ベルト８５が
巻回されている。プライマリプーリ８３は、入力軸８１
と一体の固定フランジ８６と、該入力軸８１に対して摺
動変位可能な可動フランジ８７とから構成され、該可動
フランジ８７は、油圧アクチュエータ８８に対する油液
供給量が増加するのに伴なって固定７ランジ８６へ接近
して、■ベルト８５のプライマリプーリ８３に対する巻
回半径が大きくなるようにされている。また、セカンダ
リプーリ８４も、プライマリプーリ８３と同様に、出力
軸８２と一体の固定フランジ８９と、該出力軸８２に対
して摺動変位可能な可動フランジ９０とから構成され、
該可動フランジ９０は、油圧アクチユエータ９１に対す
る油液供＠量が増加するのに伴なって固定７ランジ８９
へ接近して、■ベルト８５のセカンダリプーリ８４に対
する巻回半径が大きくなるようにされている。

前記油圧アクチュエータ８８は、配管９２を介して、ま
た油圧アクチュエータ９１は配管９３を介して、三方電
磁切換弁からなる変速ソレノイドバルブ９４にそれぞれ
接続され、該変速ソレノイドバルブ９４は、配管９５を
介して油圧ポンプ３７に、また配管９６を介してリザー
バタンク３９に、それぞれ接続されている。

前記変速ソレノイドバルブ９４は、増速用、減速用の２
つのンレノイド９４ａ　、　９４ｂを有して、増速ソレ
ノイド９４ａを励磁（減速ソレノイド９４ｂは消磁）シ
た際には、油圧アクチュエータ８８が油圧ポンプ３７に
連通されると共に、油圧アクチュエータ９１がリザーバ
タンク３９に開放されるので、■ベルト８５のプライマ
リプーリ８３に対する巻回半径が大きくなる一方、セカ
ンダリプーリ８４に対する巻回半径が小さくなり、出力
軸８２はその回転数が増加する増速状態となる（変速比
率）。また、減速ソレノイド９４ｂを励磁（増速ソレノ
イド９４ａは消磁）した際には、逆に、油圧アクチュエ
ータ９１が油圧ポンプ３７に連通されると共に、油圧ア
クチュエータ８８がリザーバタンク３９に開放されるの
で、■ベルト８５のプライマリプーリ８３に対する巻回
半径が小ざくなる一方、セカンダリプーリ８４に対する
巻回半径が大きくなって、出力軸８２はその回転数が減
少する減速状態となる（変速壮大）。ざらに、両ソレノ
イド９４ａ　、　ｓ４ｂ共に消磁されると、■ベルト８
５の両プーリ８３．８４に対する巻回半径が不変とされ
る（変速比固定）。勿論、変速比は、入力軸８１の回転
数を出力軸８２の回転数で除したものでめる（Ｖベルト
８５のセカンダリプーリ８４に対する巻回半径をプライ
マリプーリ８３に対する巻回半径で除したもの）。

なお、第２図中９７は、電磁リリーフバルブであり、後
述するクラッチ制御、変速比制御に際しては図示の位置
を保持し続けているものである。

第１図、第２図において、１０１はコントロールユニッ
トで、該コントロールユニットは無段変速機４の変速比
を制御する制御装置を構成する。このコントロールユニ
ット１０１に対しては、各センサ１０２〜１０９からの
出力が入力される一方、該コントロールユニット１０１
からは、クラッチソレノイドバルブ３６．変速ソレノイ
ドバルブ９４．リリーフバルブ９７に対して出力される
。前記各センサ１０２〜１０９について説明すると、セ
ンサ１０２は、スロットルバルブ９の開度を検出するス
ロットルセンサである。センサ１０３は、エンジン１の
回転数ＮＥ（実施例ではクラッチ入力軸２１の回転数Ｅ
と同じ）を検出する回転数センサである。センサ１０４
は、クラッチ出力軸２２の回転数Ｃを検出する回転数セ
ンサで必る。センサ１０５は、操作レバー７０のＲ，’
４．Ｄ、Ｌの位置を検出するポジションセンサである。

センサ１０６は、無段変速機４の入力軸８１の回転数Ｎ
ｐを検圧する回転数センサでかＬセンサ１０７は、無段
変速機４の出力軸８２の回転数すなわちｍ７を検出する
車速センサでめる。センサ１０８は、アクセルペダル１
１０の開度を検出するためのアクセルセンサである。セ
ンサ１０９は、ブレーキペダル１１１が操作されている
か否かを検出するためのブレーキセンサである。

このコントロールユニット１０１による基本的な制御は
、第３図に示すフローチャートの通りである。即ち、ま
ずステップＳ１においてシステムイニシャライズした後
、ステップＳ２において制御に必要な各種データが上記
各センサ１０２〜１０９から入力され、その後ステップ
Ｓ３において上記各センサ１０２〜１０９から入力され
た各種の情報に基づいてクラッチ２を適宜制御する、ざ
らに詳しくはタラツチソレノイドバルブ３６を適宜に制
御し、ステップＳ４において同じ（上記各センサ１０２
〜１０９から入力された各種の情報に基づいて変速比を
適宜に制御する、さらに詳しくは前記した第６図に示す
様な変速制御特性に基づいて、各スロットルバルブＭＴ
ｔｌに対して変速機の入力回転数Ｎｐが常にその間ｉＴ
ｈに対応する目標入力回転数ＴＮＩ）になるように変速
比を変化させる（シフトアップおよびシフトダウンさせ
る）ものである。

ざらに、本発明に係る制御装置においては、このコント
ロールユニット１０１に、第４図に示す如く変速比検出
手段２０１と変速比表示手段２０２とが設けられている
。

上記変速比検出手段２０１は、変速比を検出することが
できるものであればいかなるものでも良く、図示実施例
においては前記センサ１０６．１０７から入力される変
速機入力軸回転数と出力軸回転数とを用いて 変速機入力軸回転数 変速機出力軸回転数 なる割算を行なって検出するように構成されているか、
例えば変速機のいずれか一方のプーリ、例えばブライマ
リブーりの固定フランジ８６と可動フランジ８７との間
の距離を検出し、この距離によって変速比を検出するも
のでおっても良い。

上記表示手段２０２は、変速比を運転者に対して認識せ
しめる様に表示することができるものであればどの様な
ものでも良いが、例えば視覚的に認識せしめることがで
きるものが好ましい。その様なものとしては、例えば数
字を直接表示する発光ダイオードを用いたデジタル表示
板や線分の長さを変化させて表示するＦしプレートを用
いたアナログ表示板等を使用することができる。

上記変速比の表示態様はどのようなものでも良く、従っ
て変速比をそのまま表示しても良いし、おるいは変速比
を複数段階例えば１０段階に分けて１０段階表示として
も良い。

次に、変速比の変化幅が０．４５〜２．４５であるとき
の変速比を１０段階表示する場合の一例について、第５
図に示すフローチャートを参照しながら説明するユ まず、ステップ３０１において変速機の入力軸の回転数
Ｎｐを読み込み、次にステップ３０？において変速機の
出力軸の回転数Ｎ　を読み込み、ステップ３０３におい
てｎ＝Ｎｐ　／Ｎ　　なる演算を行なって変速比ｎを算
出し、ステップ３０４においてこの変速比ｎを用いて ただし、ＩＮＴ、は整数 なる演算を行なう。次に、この様にして求められたＡが
ステップ３０５で１０より大であるか否かを判定し、大
であればステップ３０６でＡ＝１０と設定した俊にステ
ップ３０７へ移行し、大でなければ直接ステップ３０７
へ移行する。ステップ３０７では今宴はＡが１より小で
めるか否かを判定し、小でおればステップ３０８でＡ＝
１と設定した後ステップ３０９へ移行し、小でなければ
直接ステップ３０９へ移行する。そして、このステップ
３０９においてＡをシフトポジションとして表示手段２
０２で表示する。

本発明に係る制御装置によれば、上記の如く走行中の変
速比を表示できるので、運転者はそれによって変速比を
知ることができ、また自動変速や手動変速の場合と違っ
た無段変速のなめらかな変速態様を運転者に認識せしめ
ることができるので極めて便利である。

本発明は、上記したＶベルト式以外の無段変速機にも適
用可能である。また、本発明はその要旨を越えない範囲
において種々変更可能であり、上記した実施例に限定さ
れるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御装置の一実施例を含むエンジ
ン駆動系の一例を示す概略図、第２図は第１図に示す制
御装置、クラッチおよび無段変速前を詳細に示す概略構
成図、第３図は第１図に示す制御装置による制御内容の
一例を示すフローチャート、第４図は第１図における制
ｔａ装置を詳細に示すブロック図、第５図は第４図に示
す制御装置による変速比表示の一例を示すフローチャー
ト、第６図は従来の変速制御特性の一例を示す図である
。 １・・・エンジン　　　　　　４・・・無段変速機９・
・・スロットルバルブ　　８１・・・変速機入力軸８２
・・・変速機出力軸　　　１０１・・・制御装置２０１
・・・変速比検出手段 ２０２・・・表示手段 第３図　　　　第４ｉ１１ 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジン駆動系に介在される無段変速機の出力軸の回転
   数に対する入力軸の回転数の比である変速比を制御する
   無段変速機の制御装置であって、上記変速比を検出する
   変速比検出手段と、 該変速比検出手段によって検出された変速比を表示する
   表示手段とを備えたことを特徴とする無段変速機の制御
   装置。