JPS62289440A - 車両用トロイダル形無段変速機の変速制御方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、トロイダル形無段変速機を車両用無段変速
機として使用し、その変速制御を行う際に、スロットル
開度、車速等の変速制御情報に基づきトロイダル形無段
変速機の変速動作量を最適状態に維持するようにした車
両用トロイダル形無段変速機の変速制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の車両用トロイダル形無段変速機の変速制御方法と
しては、変速制御を電子制御で行う場合には、■速検出
値及びスロットル開度検出値から変速比を求める走行線
図が、第５図に示すように、加速性及び燃費を重視し、
一定スロットル開度に対してエンジン回転数が一定とな
るように選定し、この走行線図を参照して車速検出値及
びスロットル開度検出値に基づき変速比を求め、この変
速比をトロイダル形無段変速機のパワーローラの傾転角
に変換し、この傾転角を変速動作量に変換して、スロッ
トル開度及び車速をパラメータとして変速動作量を求め
る変速動作量変換テーブルを作成するようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の車両用トロイダル形無段変速
機の変速制御方法にあっては、発進加速時のような重負
荷時には、トロイダル形無段変速機の構造上、若干減速
側に変速してしまうため、走行線図に対して、最大減速
位置から増速側に変速を開始する変速開始点付近では、
第５図で点線図示のように、エンジン回転数が高くなり
すぎて所謂吹上現象を生じてしまい、走行特性が低下す
るという問題点があった。

また、アクセル戻し時においては、より低速まで最大増
速位置に保持されるように設定されているため、停車前
の原点復帰の際の復帰量（変速量）が太き（なり、復帰
時間が長く、原点復帰指令が出てからアクセルを踏み込
むまでの時間が極小のときには、もたつき感を与える問
題点もあった。

さらに、ブレーキペダルを踏み込んで制動状態とした場
合には、低速まで最大増速位置にあるので、エンジンブ
レーキが全（作用しないという問題点もあった。

またさらに、加速時において、エンジン回転数が一定の
ため、エンジン音の割に車速の増加が少ないため、違和
感があるという問題点もあった。

この発明は、上記従来例の問題点に鑑みなされたもので
あり、変速開始点での吹上現象を抑制し、且つ原点復帰
時の復帰時間を短縮すると共に、アクセル戻し時のエン
ジンブレーキを与え、さらに違和感のない良好な走行怒
覚を得ることができる車両用トロイダル形無段変速機の
変速制御方法を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、この発明は、スロットル
開度・車速等の変速制御情報を検出する変速制御情報検
出手段からの変速制御情報に基づき変速動作量を算出し
、該変速動作量に基づきトロイダル形無段変速機のパワ
ーローラを傾転動作させて変速動作を行うようにした車
両用トロイダル形無段変速機の変速制御方法において、
スロットル開度をパラメータとしてエンジン回転数と車
速との関係から変速比を求める走行線図を、各スロット
ル開度における設定走行特性線の低車速域の変速開始点
を早めると共に、その傾きを大きくするように設定し、
且つ設定走行特性線を車速の増加に伴ってエンジン回転
数が増加する関係に傾斜させ、該走行線図からスロット
ル開度、車速をパラメータとする変速比を求め、該変速
比を前記パワーローラの傾転角に変換し、さらに該傾転
角を変速動作量に変換して、スロットル開度及び車速を
パラメータとして前記変速動作量を選定する変速動作量
変換テーブルを形成し、該変速動作量変換テーブルを参
照してスロットル開度及び車速から変速動作量を算出し
、該変速動作量に基づき前記トロイダル形無段変速機の
変速制御を行うことを特徴とする。

［作用］ この発明は、スロットル開度をパラメータとしてエンジ
ン回転数と車速との関係から変速比を求める走行線図を
、各スロットル開度における設定走行特性線の低車速域
の変速開始点を早めると共に、その傾きを大きくするよ
うに設定し、この走行線図に基づきスロットル開度及び
車速をパラメータとして動作量を選定する変速動作量変
換テーブルを形成し、この変速動作猾変換テーブルを参
照してスロットル開度及び車速から変速動作量を選定す
ることにより、トロイダル形無段変速機の変速開始時の
エンジン回転数の上昇を抑制して良好な発進加速状態を
得ることができる。また、設定走行特性線を車速の増加
に伴ってエンジン回転数が増加する関係に設定すること
により、加速特性を向上させ、且つアクセル戻し時のエ
ンジンブレーキ（きを与えると共に、原点復帰時間を短
縮する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第４図はこの発明の一実施例を示す図である
。

第１図において、Ｔはトロイダル形無段変速機、Ｃは制
御装置である。

トロイダル形無段変速機Ｔは、エンジン１の回転駆動力
がクラッチ２を介して伝達される入力ディスク３と、こ
の入力ディスク３と対向してトロイダル空間を形成し、
且つ適当な伝達機構（図示せず）を介して駆動輪４に連
結された出力ディスク５と、入力ディスク３及び出力デ
ィスク５間に転接する回転自在の一対のパワーローラ６
．７と、これらパワーローラ６．７を揺動自在に支持し
、且つ軸方向に移動可能なトラニオン８，９と、これら
トラニオン８．９を軸方向に移動させる油圧シリンダ１
０３〜１０ｄと、トラニオン８に連結されたプリセスカ
ム１１と、このプリセスカム１１のカム面にスプール１
２ｆが係合された４方向スプール弁１２とから構成され
ている。ここで、スプール弁１２は、第２図に示すよう
に、ポンプ１３に接続された流体供給管１２ａが接続さ
れた入側ポート、一端が前記油圧シリンダ１０．３，１
０ｄに接続された分配管１２ｂ及び一端が前記油圧シリ
ンダ１０ｃ、１０ｄに接続された分配管１２Ｃが接続さ
れた出側ポート、及び流体排出管１２ｄが接続された排
出ポートを有する弁本体１２ｅと、この弁本体１２ｅ内
に上下方向に摺動自在のスプール１２ｆとを有し、弁本
体１２０がトロイダル形無段変速機Ｔのハウジング１４
の上端面に植設された支柱１２ｇに復帰スプリング１２
ｈで上方に付勢されている。そして、弁本体１２ｅが、
ネジ等の伝達手段を介してパルスモータ１５に連結され
、その回転に応して上下動する。また、スプール１２ｆ
は、プリセスカム１１の力１１面に係合ローラ１２ｉを
介して係合され、トラニオン８の回動に応じて上下動さ
れる。

また、駆動輪４には、車速を検出する例えばパルスジェ
ネレータで構成される車速検出２Ｗ１６が取付けられ、
さらに、アクセルペダル１７に関連してその踏み込みに
応じたスロットル開度を検出する例えばポテンシヨメー
タで構成されるスロットル開度検出器１８が取付けられ
ている。その他、ブレーキペダル１９の踏み込みによる
制動状態を検出するブレーキスイッチ２０、シフト機構
ＳＭのシフト位置を検出するシフト位置検出器２１、エ
ンジン１の回転数を検出するエンジン回転数検出器２２
及びプリセスカム１１に近接配置されてパワーローラ８
の最大減速位置（制御原点）及び最大増速位置を検出す
る限界位置検出器２３Ｄ。

２３Ａがそれぞれ取付けられている。

制御装置Ｃは、第３図に示すように、入力側に、スロッ
トル開度検出器１８からのアナログ信月のスロットル開
度検出信号Ｕを増幅する入力増幅器２４、その増幅出力
をディジタル信号に変換するＡ　／、Ｄ変（１器２５、
車速検出器１６からの車速検出信号■及びエンジン回転
数検出器２２からのエンジン回転数検出信号Ｎｅが入力
されるパルス入力インタフェース２６、及びシフト位置
検出器２１のシフト位置検出信号Ｓ、ブレーキスイッチ
２０の制動状態検出信号Ｂ及び限界位置検出器２３Ａ、
２３Ｄからの限界位置検出信号ＡＬ、ＤＬが入力される
ディジタル入力インクフェース２７を有し、これらから
のデータが論理演算回路２８に変速制御情報として入力
される。この論理演算回路２８では、シフト位置検出信
号Ｕがドライブレンジ″Ｄ”又はリバースレンジ“Ｒ”
を選択しているものであるときには、前記クラッチ２を
接続状態に、他のレンジが選択されているものであると
きには、クラッチ２を切断状態にそれぞれ制御すると共
に、シフト位置検出信号Ｕがドライブレンジ″Ｄ”又は
リバースレンジ″Ｒ”を選択しているものであるときに
、そのときの車速検出値■。

スロットル開度検出値Ｕに基づき予め記憶された変速制
御情報−変速動作量変換テーブルを選択すると共に、選
択された変換テーブル参照して変速動作量を算出する。

この場合、変速制御情報−変速動作量変換テーブルは、
予め第４図に示す如く作成された走行線図から変速比Ｒ
を算出し、その変速比Ｒをトロイダル形無段変速８！Ｔ
のパワーローラ６．７の傾転角θに変換し、これをパル
スモータ１５の変速動作量に変換することにより作成さ
れる。

ここで、走行線図は、第４図に示すように、スロットル
開度Ｕを例えば５段階に分割し、各スロットル開度を一
定としたときの設定走行特性線１０〜β４を最大減速位
置を表す直線！Ｄ及び最大増速位置を表す直線ＥＡ間に
車速■の増加に伴ってエンジン回転数Ｎｅが増加する関
係で右上がりに傾斜させ、且つその最大減速位置を表す
直線１゜近傍の低車速域の傾斜を急峻にして、最大減速
位置からの変速開始点ｓｔが低車速側となるように変更
されている。なお、スロットル開度Ｕが零即ち全閉状態
における設定走行特性線Ｉ０については、他の設定走行
特性線！、〜ｒ、よりも全体の傾斜が急な直線に選定さ
れている。

したがって、第４図の走行線図に従って設定走行特性線
！。〜１４の各点を分割して車速検出値Ｖとエンジン回
転数Ｎｅとを求め、これらの比を算出して変速比Ｒを選
定することができ、ごの変速比Ｒを傾転角θに変換し、
さらに傾転角θをパルスモータ１５の変速動作量りに変
換することにより、スロットル開度及び車速をパラメー
タとした変速動作量マトリックスでなる変速制御情報−
変速動作量変換テーブルを作成することができる。

そして、この変速制御情報−変速動作量変換テーブルを
参照して算出した変速動作ｉＬは、パルス数演算部２９
に供給され、このパルス数演算部２９で、現在位置との
差値を算出してパルスモータ１５の回転角を決定するパ
ルス数を演算し、そのパルス出力をパルスモータ１５の
各固定子Ｓ％ｍに分配するパルス分配回路３０に供給し
、これによりパルスモータ１５をオープンループ制御″
ｆＨシてトラニオン８．９を移動させてパワーローラ６
゜７を所定の変速比を得る傾転角θに制御する。

次に、上記実施例の作用を説明する。今、車両が停車状
態にあり、シフト機構ＳＭでニュートラルレンジ“Ｎ　
”が選択されているものとすると、この状態では、エン
ジンｌがアイドリング状態にあり、且つクラッチ２が切
断状態に制御されており、トロイダル形無段変速機Ｔの
入力ディスク３にエンジン回転力が伝達されておらず、
車速検出値■及びスロットル開度検出値Ｕが雰であるの
で、トロイダル形無段変速機Ｔが最大減速位置を維持す
るように制御されている。

この状態から、シフト機構ＳＭでドライブレンジ“Ｄ”
にシフトすると共に、ブレーキペダル１９を解放し、且
つアクセルペダル１７を中程度に踏み込んで、車両を緩
発進状態とすると、これに応じて論理演算回路２８でク
ラッチ２が接続状態に制御されて、エンジン回転力がト
ロイダル形＝を段変速機Ｔの入力ディスク３に伝達され
ると共に、そのときの車速検出値■及びスロットル開度
検出値しに基づき変速制御情報−変速動作量変換テーブ
ルを参照して変速動作量りが選定される。

この場合の変速動作量りは、変速制御情報−変速動作量
変換テーブルが、第４図に示す走行線図に基づいて作成
されているため、スロットル開度検出値Ｕが５０％であ
るときに、所定車速（Ｖｌ）に達するまでの間は、最大
減速位置（即ち変速比Ｒが例えば２．０）を維持すべく
零に選定されている。このとき、トロイダル形無段変速
ａＴのトラニオン８，９が中立位置（上下方向の中間部
）に位置するはずであるが、発進時の負荷が大きいため
、入力ディスク３の回転力をパワーローラ６゜７を介し
て出力ディスク４に伝達するので、その反力がトラニオ
ン８，９に掛り、実際には、トラニオン８及び９がそれ
ぞれ中立位置より上方及び下方にそれぞれ変位してパワ
ーローラ６．７を最大減速位置を越えて第２図に示すス
トッパー４０に当接するまで回転し、このため、スブー
ルブ？１１のスプールｌｌｆが上昇してポンプ１３から
の圧力流体を分配管１１ａを介して油圧シリンダ９ａ、
９ｄに供給し、トラニオン８，９を中立位置に復帰させ
て、最大減速位置を）、ＩＥ持する。

そして、車速検出値■が所定車速■１を越えると、増速
側への変速を開始するように、論理演算回路２８で小さ
な値の変速動作量りが選定され、これに応じてパルスモ
ータ１５が増速側に回転駆動され、弁本体ｌｉｅが下降
することになるが、この場合に、油圧シリンダ９ａ、９
ｄに供給される圧力流体量は少なく、油圧シリンダ９ａ
、９ｄ内の圧力は差程上昇せず、しかも駆動輪４からの
反力も多少低下するが依然として大きい値となっている
ので、パルスモータ１５の増速側への回転によってもパ
ワーローラ６．７が最大減速位置から増速側への変速を
開始しない。

そして、車速検出値Ｖの増加に伴いパルスモータ１５が
増速側にさらに回転して、油圧シリンダ９ａ、９ｄ内の
圧力が駆動輪４からの反力に抗する圧力まで上昇する状
Ｂ（車速検出値■が車速■２に達した状態）となると、
第４図で点線図示の如く、トロイダル形無段変速機Ｔの
パワーローラ６゜７が最大減速位置から増速側に傾転を
開始し、変速を開始することになる。したがって、実際
の走行特性が、エンジン回転数Ｎｅの過渡的な吹上現象
を伴うことなく良好な変速動作を行うことができる。

この場合のトロイダル形無段変速機Ｔの変速動作は、パ
ルスモータ１５が駆動パルスによって所定量回動される
と、その回動に応じてスプール弁１２の弁本体１２ｅが
復帰スプリング１２ｈに抗して下降され、その移動に応
じて流体供給管１２ａと分配管１２ｂとが連通され、こ
れによって油圧シリンダｌＯｂ及び１０ｃに作動流体が
供給されてトラニオン８及び９が所定量それぞれ上方及
び下方に移動する。このトラニオン８，９の移動により
、パワーローラ６．７が増速側に傾転を開始する。この
パワーローラ６．７の傾転に伴い、トラニオン８，９も
回動するので、プリセスカム１１が回動して係合ローラ
１２ｉが下降し、これに応じてスプール１２ｆが下降す
る。そして、パワーローラ６．７が所定傾転角θ位置に
回動すると、スプール１２ｆによって分配管１２ｂ及び
１２Ｃと流体供給管１２ａとが遮断状態となり、トラニ
オン８，９の移動が停止される。しかしながら、トラニ
オン８．９の移動位置は、中立位置よりずれた位置とな
るので、パワーローラ６．７は、さらに増速方向に傾転
することになり、この状態となるとスプール１２ｆがさ
らに下降するので、流体供給管１２ａと分配管１２ｃと
が連通して油圧シリンダ１０ａ、１０ｄに作動流体が供
給されることになり、トラニオン８，９がそれぞれ前と
逆に上下する。そして、トラニオン８，９が所定中立位
置に復帰すると、パワーローラ６．７の傾転が停止され
、結局トラニオン８、プリセスカム１１及びスプール１
２ｆで機械的フィードパンク手段が形成されているので
、パワーローラ６．７の傾転角θが弁本体ｔｏｅで選択
された動作位置に応じて制′４ルされる。

その後、車速の増加に伴う変速比Ｒ従ってパルスモータ
１５の増速側への回転パルス数が減少して車速検出値■
が設定車速■３となると、以後車速の増加に応じたパル
スモータ１５の回転パルス数が一定値となり、エンジン
回転数Ｎｅが僅かに増加しながら、最大増速位置まで比
較的短時間で達し、ハイギヤードな変速動作を行うこと
ができる。このように、車速の増加に伴ってエンジン回
転数Ｎｅを増加させるので、エンジン音と車速の増加と
を調和させて良好な走行感覚を得ることができる。

また、停車状態からアクセルペダル１７を一杯に踏み込
んで、急発進する場合にも同様に、パルスモータ１５の
増速側への回転開始時点が繰り上げられるので、実際の
低車速域での走行特性が第４図で点線図示の如（エンジ
ン回転数が急増する吹上現象を生じることなく、良好な
変速動作を行い、且つ最大増速位置に達するまでの時間
が長いローギャードな変速制御を行う。

さらに、トロイダル形無段変速ｉＴのパワーローラ６．
７が最大増速位置にある状態で、アクセルペダル１７の
踏み込みを解除すると共に、ブレーキペダル１９を踏み
込んで、制動状態とすると、車速検出値■が設定車速■
４に達するまでは、最大増速位置を保持するが、設定車
速■１未満となると、減速側へのパワーローラ６．７が
減速側への傾転を開始し、この時点からエンジンブレー
キが僅かに作用することになり、ブレーキペダル１９の
踏み込みによる制動力とあいまって良好な制動感覚を得
ることができる。しかも、アクセルペダル１７の踏み込
みを解除した状態で、設定車速７４未満となると、パワ
ーローラ６．７の減速側への傾転を開始し、従来の制御
方法に比較して減速側への傾転開始時点が早められてい
るので、原点復帰指令が出た時の原点復帰時間を短くす
ることができると共に、渋滞中のように極低速での走＼
テ時に、原点復帰指令が出てから短時間で、再度アクセ
ルペダルを踏み込んで加速する際にの応答性を向上させ
ることができる。

なお、上記実施例においては、トロイダル形無段変速機
Ｔのパワーローラ６．７の傾転をスプール弁及びパルス
モータを利用して行う場合について説明したが、パルス
モータに代えて直流モータを適用することもでき、この
場合は、直流モータの回転位置をパルスジェネレータ等
の位置検出器で検出し、これと位置指令値とを比較して
回転位置を動作量に応じて制御するようにすればよく、
さらにスプール弁及び油圧シリンダに代えてネジを適用
し、これをパルスモータ又は直流モータで回転駆動して
トラニオン８，９を移動させるようにしてもよい。

さらに、スプール弁及びパルスモータに代えて、トロイ
ダル形無段変速機Ｔの油圧シリンダｌＯａ〜１０ｄに対
する作動流体を制御する方向切換弁を設けると共に、ト
ラニオン８，９の回動位置を検出する傾転角検出器を設
け、この傾転角検出器の検出信号を制御装置Ｃで目標傾
転角γと比較し、その比較結果に応じて方向切換弁をク
ローズトループ制御するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、スロットル開度・車
速等の変速制御情報を検出する変速制御情報検出手段か
らの変速制御情報に基づき変速動作量を算出し、該変速
動作量に基づきトロイダル形無段変速機のパワーローラ
を傾転動作させて変速動作を行うようにした車両用トロ
イダル形無段変速機の変速制御１１方法において、スロ
ー／　）ル小開をパラメータとしてエンジン回転数と車
速との関係から変速比を求める走行線図を、各スロット
ル開度における設定走行特性線の低車速域の変速開始点
を早めると共に、その傾きを大きくするように設定し、
且つ設定走行特性線を車速の増加に伴ってエンジン回転
数が増加する関係に傾斜させ、該走行線図からスロ７）
ル小開、車速をパラメータとする変速比を求め、該変速
比を前記パワーローラの傾転角に変換し、さらに該傾転
角を変速動作量に変換して、スロットル開度及び車速を
パラメータとして前記変速動作量を選定する変速動作量
変換テーブルを形成し、該変速動作量変換テーブルを参
照してスロットル開度及び車速から変速動作量を算出し
、該変速動作量に基づき前記トロイダル形無段変速機の
変速制御を行うようにしたので、低車速域でのエンジン
回転数の吹上現象を抑制することができ、良好な走行特
性を確保することができると共に、一定スロットル開度
での加速時にエンジン回転数を車速の増加に伴って増加
させることができ、加速状態における違和感を生しるこ
となく良好な走行感覚を得ることができ、さらに、低車
速域での原点復帰時間を短縮することができると共に、
エンジンブレーキ感を与えることができ、制動時又はア
クセルペダル戻し時の走行状態を良好に維持することが
できる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
はこの発明に適用し得るスプール弁の一例を示す拡大断
面図、第３図はこの発明に適用し得る制御装置の一例を
示すブロック図、第４図は変速位置及びスロットル開度
をパラメータとして車速とエンジン回転数との関係を示
す走行線図、第５図は従来例における第４図と同様の走
行線図である。 図中、Ｔはトロイダル形無段変速機、Ｃは制御装置、１
はエンジン、２はクラッチ、３は入力ディスク、４は駆
動輪、５は出力ディスク、６，７はパワーローラ、８．
９はトラニオン、ｌｏａ〜１０べは油圧シリンダ、１１
はプリセス力ｌい　１２はスプール弁、１５はパルスモ
ータ、１６は車速検出器、１７はアクセルペダル、１８
はスロットル開度検出器、１９はブレーキペダル、２０
はブレーキスイッチ、ＳＭはシフト機構、２１はシフト
位置検出器、２８は論理演算部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スロットル開度・車速等の変速制御情報を検出する変速
   制御情報検出手段からの変速制御情報に基づき変速動作
   量を算出し、該変速動作量に基づきトロイダル形無段変
   速機のパワーローラを傾転動作させて変速動作を行うよ
   うにした車両用トロイダル形無段変速機の変速制御方法
   において、スロットル開度をパラメータとしてエンジン
   回転数と車速との関係から変速比を求める走行線図を、
   各スロットル開度における設定走行特性線の低車速域の
   変速開始点を早めると共に、その傾きを大きくするよう
   に設定し、且つ設定走行特性線を車速の増加に伴ってエ
   ンジン回転数が増加する関係に傾斜させ、該走行線図か
   らスロットル開度、車速をパラメータとする変速比を求
   め、該変速比を前記パワーローラの傾転角に変換し、さ
   らに該傾転角を変速動作量に変換して、スロットル開度
   及び車速をパラメータとして前記変速動作量を選定する
   変速動作量変換テーブルを形成し、該変速動作量変換テ
   ーブルを参照してスロットル開度及び車速から変速動作
   量を算出し、該変速動作量に基づき前記トロイダル形無
   段変速機の変速制御を行うことを特徴とする車両用トロ
   イダル形無段変速機の変速制御方法。