JPS624954A - 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、車両用のベルト式無段変速機の制御装置に関
し、詳しくは、変速比の変化速度を制御対象として変速
制御するものに関する。 この種の無段変速機の変速制御に関し−Ｃは、例えば特
開昭５５−６５７５５号公報に示す油圧制御系の基本的
なものがある。これは、アクセルの踏込み量とエンジン
回転数の要素により変速比制御弁がバランスするように
動作して、エンジン回転数が常に一定になるように変速
比を定めるもので、変速比を制御対象にしている。 従って変速速度は、各変速比、プライマリ圧等により機
構上決定されることになり、変速速度を直接制御できな
なかった。そのため、運転域の過渡状態では変速比がハ
ンチング、オーバシュー１−等を生じてドライバビリテ
ィを悪化させることが指摘されている。 このことから、近年、無段変速機を変速制御する場合に
おいて、変速比の変化速度を加味して電子制御する傾向
にある。

【従来の技術】

そこで従来、上記無段変速機において変速速度を加味し
て制御するものに関しては、例えば特開昭５９−１５９
４５６号公報の先行技術がある。 これは、変速制御について変速比変化方向切換弁装置と
変速比変速度制御弁装置を有し、変化方向切換弁装置を
給油または排油の一方に切換えた状態で、変化速度制御
弁装置において電磁弁によりスプール弁を指定のデユー
ティ比で動作して、変速比の変化速度を制御する構成に
なっている。 また、変速速度を設定することに関しては、例えば特開
昭５９−２１７０４８号公報があり、目標速度比ｅ′に
対する実際の速度比ｅの偏差にＪ：り変速制御するフィ
ードバック系において、目標速度比ｅ′をΔｅだ（プ増
減するように構成されている。

【発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記従来の先行技術の前者によれば、変速制
御に２種類の弁装置が用いられているので、必然的に構
造が複雑になる。また、先行技術の後者によれば、所定
の変更量Δｅを増減する方法であるから、変更量Δｅを
大きく定めると応答性は良いがオーバシュート等を生じ
、逆に変更量△ｅを小さく定めると応答性が悪くなり、
変更ｍ△ｅの設定が難しい等の問題がある。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、変速
制御の弁装置を単一なものにし、更に変速比の変速速億
を種々の条件により直ちに決定してオーバシュートなど
を生じることな（応答性に優れた無段変３１機の制御装
置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１ 上記目的を達成するため、本発明は、変速速度旧／ｄｔ
は流量Ｑの関数で示され、流■Ｑはプライマリ圧Ｐｐ、
ライン圧ＰＬ、変速速疫制御弁を給油と排油の２位置で
動作する場合のデユーティ比りの関数になり、各圧力Ｐ
ｐ　、ＰＬは変速比ｉ等の関数になることから、変速速
ｉｔ目／ｄｔはデユーティ化り、変速比１の関数になる
。また、変速速度ｄｉ／ｄｔは定常での目標変速比ｉｓ
と実変速比ｉの偏差に基づいて決まる。 このことから、デユーティ信号のオン・オフで給油と排
油の２位置を動作する変速速度制御弁を設（プる。そし
て、定常での目標変速比ｉｓと実変速比ｉの偏差および
エンジン負荷の変化速度にＪ：り設定された係数に基づ
いて変速速度ｄｉ／ｄｔを決め、これと変速比１により
デユーティ比りを求めて変速速度制御弁を動作するよう
に構成する。 また、変速速度制御弁の操作側にはライン圧等により常
に一定圧を生じる一定圧発生回路を設ｃ′ｊ１変速速度
制御用ソレノイド弁が上記デユーティ圧りの信号により
動作することで、一定圧を用いてパルス状のデユーティ
圧を生成し、このデユーティ圧で変速速度制御弁の２位
置の動作を行うようになっている。 【作　　用］ 上記構成に基づき、■レノイド弁は一定圧発生回路の一
定圧を用いることで、ライン圧等の圧力変化に関係な（
デユーティ比りに応じたデユーティ圧を生じて変速速度
制御弁を動作し、オン・オフの時間により変速速度を変
化することが可能となる。 また、定常の目標変速比ｉｓと実変速比１との偏差、お
よび実変速比ｉによりデユーディ比りを定めるものであ
るから、デユーティ比りには変速速度ｄｉ／ｄｔと偏差
１ｓ−ｉ　の正、負に伴うシフト７７ツプ、シフトダウ
ンの要素が含まれており、こうして変速全域でシフトア
ップまたはシフ１〜ダウンして変速速度ｄｉ／ｄｔを制
御対象とした変速を行うようになっている。 【実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第１図において、本発明にＪ：る制御系の概略について
説明する。先ず、伝動系としてエンジン１がクラッチ２
１前後進切換装置３を介して無段変速機４の主軸５に連
結する。無段変速機４は主軸５に対して副軸６が平行配
置され、主軸５にはプライマリプーリ７が、副軸６には
セカンダリプーリ８が設けられ、両プーリ７．８に駆動
ベルト１１が巻付けられている。各プーリ７．８は一方
の固定側に対し他方が軸方向移動してプーリ間隔を可変
に構成され、可動側に油圧シリンダ９．１０を有６一 覆る。ここで、セカンダリシリンダ１０に対しプライマ
リシリンダ９の方が受圧面積を大きくしてあり、プライ
マリ圧により駆動ベルト１１のプーリ７゜８に対する巻
付（プ径の比を変えて無段変速するようにイ蒙っている
。 また副軸６は、１１１のリダクションギヤ１２．１３を
介して出力軸１４に連結し、出力軸１４のドライブギヤ
１５が、ファイプルギヤ１Ｇ、ディファレンシャルギヤ
１１．車軸１８を介して駆動輪１９に伝動構成されてい
る。 上記無段変速機４には、油圧回路２０．制御ユニット７
０を有し、制御ユニット７０からのライン圧。 変速速度制御用のデユーティ信号ににり油圧回路２０を
動作して、プライマリおよびセカンダリの各シリンダ９
．１０の油圧を制御する構成になっている。 第２図において、油圧回路２０を含む油圧制御系につい
て説明すると、エンジン１により駆動されるオイルポン
プ２１を有し、このオイルポンプ２１の吐出側のライン
圧油路２２がセカンダリシリンダ１０に連通し、更にラ
イン圧制御弁４０を貫通して変速速度制御弁５０に連通
し、この変速速度制御弁５０が、油路２３を介してプラ
イマリシリンダ９に連通ずる。 変速］！度制御弁５０からのドレン油路２４は、プライ
マリシリンダ９のオイルが完全に排油されて空気が入る
のを防ぐチェック弁２５を有してオイルパン２６に連通
する。また、ライン圧制御弁４０からのドレン油路２７
には、リューブリケイジョン弁２８を有して一定の潤滑
圧を生じており、油路２７のリューブリケイジョン弁２
８の上流側が、駆動ベルト１１の潤滑ノズル２９および
ブリフィリング弁３０を介してプライマリシリンダ９へ
の油路２３にそれぞれ連通している。 ライン圧制御弁４０は、弁体４１．スプール４２．スプ
ール４２の一方に付勢するスプリング４３を有し、スプ
ール４２により油路２２のボート４１ａをドレン油路２
７のボート４１ｂに連通して調圧されるようになってい
る。スプリング４３のスプール４２と反対側は調整ねじ
４４を有するブロック４５で受Ｉ′Ｊ１スプリング４３
の設定荷重を調整して各部品のバラツキによるデユーテ
ィ比とライン圧の関係が調整可能にななっている。 また、スプール４２のスプリング４３と反対側のボート
４１ｃには、油路２２から分岐する油路３１によりライ
ン圧が対向して作用し、そのボート４１ｃと同じ側のボ
ート４１ｄには、油路３２によりライン圧制御用のデユ
ーティ圧がライン圧を低くする方向に作用している。こ
れにより、ライン圧ＰＬ、その有効面積ＳＬ、デユーテ
ィ圧Ｐｄ、その右動面積Ｓｄ、スプリング荷重Ｆｓの間
には、次の関係が成立する。 Ｆｓ　＝ＰＬ　−ＳＬ　＋Ｐｄ　−５ｄＰＬ　＝　（Ｆ
ｓ　−Ｐｄ　−８ｄ　）／ＳＬこのことから、ライン圧
ＰＬは、デユーティ圧Ｐｄに対し反比例関係になって制
御される。 変速速度制御弁５０は、弁体５１．スプール５２を有し
、スプール５２の左右の移動により油路２２のボート５
１ａを油路２３のボート５１ｂに連通ずる給油位置と、
ボート５１ｂをドレン油路２４のボート５１ｃに連通す
る排油位置との間で動作するようになっている。スプー
ル５２の給油側端部のボート５１ｄには、油路３３によ
り一定圧が作用し、排油側端部のボート５１ｅには、油
路３４により変速速度制御用のデユーティ圧が作用し、
かつボート５１ｅにおいてスプール５２に初期設定用の
スプリング５３が付勢している。 ここで、一定圧ボート５１ｄでのスプール有効面積に対
してデユーティ圧ポート５１ｅでのスプール有効面積の
方が大きく設定されており、デユーディ圧が一定圧ＰＲ
と同一圧力と零の間で変化する場合に、変速速度制御弁
５０を排油と給油の２位置で的確に切換え動作するよう
になっている。 一方、デユーティ圧のデユーティ比（オン／オフ比）の
変化側圧によりプライマリシリンダ・７への給油、排油
流量が変化して、変速速度を制御することが可能となる
。更に、デユーティ比を増大して例えばデユーティ圧の
零時間を長（する方向に変化すると、給油〉排油の関係
になってシフトアップする。逆にデユーティ比を減少し
てデユーティ圧の一定圧時間を長くする方向に変化する
と、給油〈排油の関係になってシフトダウンする。 次いで、上記合弁４０．５０のデユーティ圧生成回路に
ついて説明する。 先ず、一定圧発生回路としてライン圧油路２２から分岐
する油路３５とドレン油路２７から分岐する油路３６が
レギュレータ・サプライ弁５５に連通し、このレギュレ
ータ・ザブライ弁５５からの油路３７がレギュレータ弁
６０に連通し、油路３７から一定圧・油路３８が分岐す
るように構成されている。 レギュレータ・サプライ弁５５は、弁体５６．スプール
５７を有し、スプール５７の一方にはスプリング５８が
付勢し、その他方にはドレン圧が作用している。そして
ライン圧が高くドレン圧が低い場合は、スプール５７に
よりライン圧油路３５のボー１−５６ａを油路３７のボ
ート５６ｂに連通し、ドレン圧の上昇に伴いドレン油路
３６のボート５６ｃをボー１〜５６ｂに連通して常に所
望の油量を確保する。こうして、レギュレータ・サプラ
イ弁５５により確保されたオイルがオリフィス５９によ
り流量制限されて、常時油路３７．３ｇと共にレギュレ
ータ弁６０に供給されるようになる。 レギュレータ弁６０は、弁体６１．スプール６２を有し
、スプール６２の一方にスプリング６３がイ」勢し、そ
の他方に一定圧が作用しており、一定圧が高くなると油
路３７のボー１−６１ａをドレンボー１〜６１１）に連
通するのであり、こうしてスプリング荷重とバランスし
た一定圧を得る。 そして一定圧油路３８は、オリフィス６５．ライン圧制
御用ソレノイド弁６６を介して油路３２に連通１−る。 また油路３８は、油路３３に連通づ−ると共に、オリフ
ィス６７、変速速度制御用ソレノイド弁６８を介して油
路３４に連通づ゛る、。 ■レノイド弁６６は、例えばデユーティ信号のオンの場
合に排油する構成であり、このソレノイド弁６６により
生じたパルス状のデユーティ圧は、油路３２のオリフィ
ス６５により平滑化されてライン圧制御弁４０に供給さ
れる。゛ルーノイド弁６８も同様の構成であり、このソ
レノイド弁６８により生じたパルス状のデユーティ圧が
そのまま変速３！反制御弁５０に供給される。 ここで、ソレノイド弁６８に入力するデユーティ信号と
変速速度制御の関係について、以下に述べる。先ず、プ
ライマリシリンダ９の必要油量ｖは、変速比１との関係
で機械的に構成上決まるもので、＼／−ｆ　　（ｉ　） となり、流量Ｑは油量■を時間で微分したものであるか
ら、 Ｑ＝ｄｖ／ｄｔ＝　（ｄｆ（ｉ　）／ｄｉ）　・（旧／
ｄｔ）となり、流量Ｑと変速速度ｄｉ／ｄｔは変速比ｉ
をパラメータとして対応している。従って、次式になる
。 ｄｉ／ｄｔ＝　ｆ（Ｑ、　ｉ　） また、プライマリシリンダ内圧Ｐｐ、ライン圧ＰＬ、流
量係数Ｃ１動力加速度ｇ、油比重量γ。 弁の給油ボート開ロ面ｍｓ＋、排油ポート開口面積ＳＤ
どすると、給油流量Ｑｌ、排油流量ＱＤは、ＱＤ　＝ｃ
　−Ｓｏ　［（２ｇＰ＋１　＞　／γ］４＝ａ−８ｏ　
（Ｐｐ　）４ Ｑｉ　＝ａ−８ｉ　　（ＰＬ−Ｐｐ　）！［ａ＝Ｃ（２
（］／γ）！］ で表わせる。 そこで、デユーティ比（オン／Ａ）比）をＤとすると、
１サイクルの平均流ｆｆ１Ｑ（給油を正とする）は、 Ｑ＝ａ　（Ｄ−３ｉ　　（ＰＬ−Ｐｐ　）４−　（１−
Ｄ）ｘＳｏ　（Ｐｐ）４） となり、ａ　、　Ｓ　ｉ　、Ｓｏを定数とすると、次式
になる。 Ｑ＝　ｆ（Ｄ、ＰＬ　、Ｐｐ　） ここでラインＰＬは、変速比ｉ、エンジントルクＴによ
り制御され、そしてプライマリシリンダ内圧Ｐｐは、変
速比ｉとライン圧ＰＬで決まるものであるから、Ｔを一
定と仮定すると、Ｑ＝　ｆ（Ｄ、ｉ　） となり、次式が成立する。 旧／ｄｔ−ｆ（Ｄ、　ｉ　） このため、式展開すると、 Ｄ＝　「（旧／ｄｔ、　ｉ　） となり、以上により変速速度ｄｉ／ｄｔはデユーティ比
りと対応することがわかる。そしてデユーティ比りは、
変速速度旧／ｄｔと変速比ｉの関係で決まることになる
。 一方、変速速度＋Ｉｔ／ｄｔは、定常での目標変速比ｉ
ｓと実際の変速比ｉどの偏差に基づくものであるから、
次式が成立する。 ｄｉ／ｄｔ＝　ｋ　（ｉｓ　−ｉ　） このことから、各変速比ｉにおいて上式から変速速度算
出部を決めてやれば、それに基づいてデユーティ比りが
求まり、このデユーティ比りで変速速度制御弁５０を動
作すれば、低速段と高速段の変速全域で変速速成制御を
行うことが可ｆｌｌｉとなる。 また、シフトアップの場合は、ｉｓ＜ｉで変速速度（目
／ｄｔの値が負になり、このためデユーティ比りの値は
小ざくなる方向に変化する。これに対し、シフ１へダウ
ンの場合には、ｉｓ＞　：で変速速度ｄｉ／ｄｔの値が
正になり、このためデユーティ比りの値は大ぎくなる方
向に変化するのであり、こうしてシフトアップとシフト
ダウンどがデユーティ比りで制御することが可能となる
。 そこで、第３図の電気制御系では、上述の原理に基づい
て構成されており、以下に説明する。 先ず、変速速度制御ｉＩＩ系について説明１すると、プ
ライマリプーリ７、セカンダリプーリ８．エンジン１の
各回転数センサ７１．７２．７３、およびスロットル開
度センサ７４を有する。そして制御ユニット７０におい
て両プーリ回転数センリーフ１．７２からの回転信号Ｎ
ｐ　、ＮＳは、実変速比算出部７５に入力して、１＝Ｎ
ｐ／Ｎｓにより実変速比ｉを求める。 また、セカンダリプーリ回転数センサ７２からの信号Ｎ
Ｓとスロワ１間度聞度センＩＪ′７４の信号θは、目標
変速比検索部７Ｇに入力する。ここで第４図（２）に示
す変速パターンに基づぎ、第４図山）に示寸テーブルが
設定されており、このテーブルのＮＳ、θの値からｉｓ
が検索される。そして、実変速比算出部７５の実変速比
１．目標変速比検索部７６の目標変速比ｉｓおよび係数
設定部７７の係数には、変速速度算出部１８に入力し、
旧／ｄｔ＝　ｋ（ｉｓ−ｉ　）により変速速Ｉｆｄｉ／
ｄｔが粋出されると共に、その正、負の符号によりシフ
トアップまたはシフトダウンが決まる。 変速速度算出部７８の変速速度ｄ’＋／ｄｔおよび実変
速比算出部７５の実変速化ｉは、デユーティ比検索部７
９に入ツノし、第１図（Ｃ）に示す旧／ｄｔ−ｉのテー
ブルからデユーティ比りを検索づる。テーブルにおいて
は、変速速度ｄｉ／ｄｔおよび実変速比ｉの値が大きい
ほどデユーティ比りの値も大きく設定されている。そし
てデユーティ比検索部７９からデユーディ信号が、駆動
部８０を介してソレノイド弁６Ｂに入力するようになっ
ている。 続いて、ライン圧制御系について説明′８ノーると、エ
ンジン回転数センサ７３の信号Ｎｅ、スロットル間度セ
ンサ７４の信号θａ３よび実変速比算出部７５の信号ｉ
が目標ライン圧算出部９１に入力し、実変速比ｉ、エン
ジントルクＴにより目標ライン圧ＰＬを算出する。そし
てデユーティ比設定部９２で目標ライン圧ＰＬに相当す
るデユーティ比りを求め、このデコーティ信号が駆動部
９３を介してソレノイド弁６６に入力するのであり、こ
の場合のデユーティ圧りは、目標ライン圧ＰＬの値が大
きいほど小さい値に設定されている。 次いで、このように構成された無段変速機の制御装置の
作用について説明する。 先ず、エンジン１の運転によりオイルポンプ２１が駆動
し、油路２２のライン圧はセカンダリシリンダ１０にの
み供給されて、変速比最大の低速段になる。このとき、
サプライ弁５５により油路３８に導かれたオイルがレギ
ュ１ノータ弁６０により調圧されて一定圧を生じ、これ
がソレノイド弁６６、６８等に供給されてデユーティ圧
を発生可能にしている。 そこで、発進時および走行中においてスロワ１〜ル聞度
、エンジン回転数および変速比に基づき、制御ユニット
７０で目標ライン圧に応じたデユーティ比の信号が設定
され、これがソレノイド弁６６に入力する。そしてソレ
ノイド弁６６により生じたデユーティ圧が、ライン圧制
御弁４０のボート４１ｄに供給されることで、ライン圧
制御する。即ち、変速化、スロットル開度等によるエン
ジントルクが大きいほどデユーティ比の（１ｎが大きく
、■レノイド弁６Ｇによるデユーティ圧のレベルは低く
なってライン圧を高く定めるのであり、かかるライン圧
がプライマリおよびセカンダリシリンダ９．１０に作用
することで、伝達トルクに応じたブーり押イ（１【プカ
を保つ。 一方、各センサ７１．７２および７４からの信８Ｎｐ　
。 ＮＳ、θが制御ユニット７０に入力し、実変速比鋒出部
７５で実変速比ｉを、目標変速比検索部７６で目標変速
比ｉｓを求め、これらど係数ｋを用いて変速速疫算出部
７８で変速法ｇｌ　ｃｌ　ｉ　／　ｄ　ｔを求める。そ
こでｉｓ＜ｌの関係にあるシフトアップでは、変速速度
ｄｉ／ｄｔが負の値になり、ｉｓ＞　ｉの関係にあるシ
フトダウンでは、変速速度ｃｌｉ／ｄｔが正の値になる
。 従って、デユーティ比検索部７９でｄｉ／ｄＢ：ｉに基
づいてデユーティ比りが検索されるが、シフトアップの
場合はこの値りを小さくしたデユーティ比の信号が出力
し、シフトダウンの場合はこの値りを大きくしたデユー
ティ比の信号が出力する。 上記デコーティ信号は、ソレノイド弁６８に入力してパ
ルス状のデユーティ圧を生成し、これにより変速速度制
御弁５０を給油と排油の２位置で繰返し動作する。ここ
でデユーティ比が小さくなると、オフ時間により変速３
！疫制御弁５０は、給油位買での動作時間が長くなって
プライマリシリンダ９に給油するようになり、こうして
シフ１ヘアツブする。 一方、デユーティ比が大きくなると、逆にオン時間によ
りＩＪＩ油位開位置動作０４間が長（なっ−Ｃプライマ
リシリンダ９は１〕１油され、これによりシフ］へダウ
ンする。そして、この場合の変速比の変速速度ＣＩし’
ｄｔはデユーティ比の変化に対応していることから、目
標変速比ｉｓと実変速比ｉの偏差が小ざい場合は、デユ
ーティ比の変化が小ざくプライマリシリンダ９の流量変
化が少ないことで変速スピードが遅くなる。一方、目標
変速化ｉｓと実変速比ｉの偏差が大きくなるに従ってデ
ユーティ比の変化によりプライマリシリンダ９の流量変
化が増して、変速スピードが速くなる。 こうして、低速段と高速段の変速全域において、変速速
度を変えながらシフトアップまたはシフトダウンして無
段階に変速ザることになる。 以上、本発明の一実施例について述べたが、ソレノイド
弁のオン・オフは逆の関係にすることも可能である。 【発明の効果】 以上述べてきたように、本発明によれば、油圧制御系に
おいて単一の変速速度制御弁により変速速度制御する構
成であるから、構造が簡素化し、制御も容易である。 変速３Ｉ度をソレノイド弁のデユーディ比と対応させ、
目標変速比と実変速比の偏差に基づきデユーディ比を決
めて直接変速速成を制ｔｌ″ｔする方式であるから、制
御動作、応答性等の点で良い。 常に一定圧を発生し、これを用いてソレノイド弁により
デユーティ圧を生じるので、デユーティ圧をライン圧等
の変化に関係なく高い精度で得ることができ、特に変速
速度を精度良く制御することが可能となる。 実施例のように、変速速度制御用ソレノイド弁がシフト
ダウンの場合にデユーティ比が小さくなって排油量を減
じるものでは、ライン圧の上昇を損うことが少なくなり
、ポンプ容量も小さくるすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置の実施例の概略を示す構成図
、第２図は油圧制御系を詳細に示す回路図、第３図は電
気制御系を示すブロック図、第４図は変速速度制御にお
（Ｊる特性、テーブルを示す図である。 ４・・・無段変速機、９・・・プライマリシリンダ、１
０・・・セカンダリシリンダ、２２・・・ライン圧油路
、３８・・・一定圧油路、４０・・・ライン圧制御弁、
５０・・・変速速度制御弁、５５・・・サプライ弁、６
０・・・レギュレータ弁、６８・・・変速速度制御用１
ルノイド弁、７０・・・制御ユニット。 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 うｒα日 ［−夫亡 １　２、＋　　３　　　　り：１ １−１し 才４２ （。）（ｂ） （Ｃ） 手続補正書（自発） １．事件の表示 昭和６０年待時許　願第１４３４−６１号２、発明の名
称 無段変速機の制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特　　許　　出願人 東京都新宿区西新宿１丁目７番２号 ４、代理人 ５、補正の対象 （１）　　明細書全文 （２）図面の第２図 ６、補正の内容 （１）　　明細書全文を別紙のとおり補正する。 （２）　　図面の第２図を別紙のとおり補正する。 （補正）　　明　　　細　　　書 １、発明の名称　　無段変速機の制御装置２、特許請求
の範囲 プライマリシリンダへライン圧、牽−導く油路に、給油
と排油の２位置で動作する変速速度制御弁を設け、 一定圧発生回路中のソレノイド弁により生じたデユーテ
ィ圧を上記変速速度制御弁に作用して動作するように油
圧系を成し、 目標変速比と実変速比の偏差に基づいて決まる変速速度
、および変速比との関係によりデユーティ比を求め、 該デユーティ比の信号を上記ソレノイド弁に入力して、
シフトアップまたはシフトダウンしながら変速速度制御
するように構成した無段変速機の制御装置。 ３、発明の詳細な説明

【産業上の利用分野】

本発明は、車両用のベルト式無段変速機の制御装置に関
し、詳しくは、変速比の変化速度を制御１一 対象として変速制御するものに関する。 この種の無段変速機の変速制御に関しては、例えば特開
昭５５　６５７５５＠公報に示す油圧制御系の基本的な
ものがある。これは、アクセルの踏込み（イ）とエンジ
ン回転数の要素により変速比制御弁がバランスするよう
に動作して、エンジン回転数が常に一定になるように変
速比を定めるもので、変速比を制御対象にしている。 従って変速速度は、各変速比、プライマリ圧等により機
構上決定されることになり、変速速度を直接制御できな
なかった。そのため、運転域の過渡状態では変速比がハ
ンチング、オーバシュート等を生じてドライバビリティ
を悪化させることが指摘されている。 このことから、近年、無段変速機を変速制御する場合に
おいて、変速比の変化速度を加味して電子制御する傾向
にある。

【従来の技術】

そこで従来、上記無段変速機において変速速度を加味し
て制御するものに関しては、例えば特開昭５９−１５９
４５６号公報の先行技術がある。 これは、変速制１卸について変速比変化方向切換弁装置
と変速比変速度制御弁装置を有し、変化方向切換弁装置
を給油または排油の一方に切換えた状態で、変化速度制
御弁装置において電磁弁によりスプール弁を指定のデユ
ーティ比で動作して、変速比の変化速度を制御する構成
になっている。 また、変速速度を設定することに関しては、例えば特開
昭５９−２１７０４８号公報があり、目標速度比ｅ−に
対する実際の速度比ｅの偏差により変速制御するフィー
ドバック系において、目標速度比ｅ′を△ｅだけ増減す
るように構成されている。

【発明が解決しようとする問題点】

ところで、上記従来の先行技術の前者によれば、変速制
御に２種類の弁装置が用いられているので、必然的に構
造が複雑になる。また、先行技術の後者によれば、所定
の変更量Δｅを増減する方法であるから、変更量Δｅを
大きく定めると応答性は良いがオーバシュート等を生じ
、逆に変更量Δｅを小さく定めると応答性が悪くなり、
変更量Δｅの設定が難しい等の問題がある。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、変速
制御の弁装置を単一なものにし、更に変速比の変速速度
を種々の条件ににり直ちに決定してＡ−バシュートなど
を生じることなく応答性に優れｌこ無段変速機の制御装
置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】

上記目的を達成するため、本発明は、変速速度ｄｉ／ｄ
ｔは流ｍＱの関数で示され、流ｆｆ１Ｑはプライマリ圧
Ｐｐ、ライン圧ＰＬ、変速速麿制御弁を給油ど排油の２
位置で動作する場合のデユーティ圧りの関数になり、各
圧力Ｐ１１．ＰＬは変速比１等の関数になることから、
変速速１１＆　ｄ　ｉ　／　ｄ　ｔはデユーティ圧り、
変速比ｉの関数になる。また、変速速度ｄｉ／ｄｔは定
常での目標変速比ｉｓと実変速比ｉの偏差に基づいて決
まる。 このことから、デユーティ信号のオン・オフで給油と排
油の２位置を動作する変速速度制御弁を設ける。そして
、定常での目標変速比ｉｓと実変速比ｉの偏差およびエ
ンジン負荷の変化速度により設定された係数に基づいて
変速速度旧／ｄｔを決め、これと変速比ｉによりデユー
ティ比りを求めて変速速度制御弁を動作するように構成
する。 また、変速速度制御弁の操作側にはライン圧等により常
に一定圧を生じる一定圧発生回路を設け、変速速度制御
用ソレノイド弁が上記デユーティ比りの信号により動作
することで、一定圧を用いてパルス状のデユーティ圧を
生成し、このデユーティ圧で変速速度制御弁の２位置の
動作を行うようになっている。

【作　　　用】

上記構成に基づき、ソレノイド弁は一定圧発生回路の一
定圧を用いることで、ライン圧等の圧力変化に関係なく
デユーティ比りに応じたデユーティ圧を生じて変速速度
制御弁を動作し、オン・オフの時間により変速速度を変
化することが可能となる。 また、定常の目標変速比ｉｓと実変速比１との偏差、お
よび実変速比ｉによりデユーティ比りを定めるものであ
るから、デユーティ比りには偏差ｌ５−１の正、負に伴
うシフトダウン、シフトアップの要素が含まれており、
こうして変速全域でシフトアップまたはシフトダウンし
て変速速度ｄｉ／ｄｔを制御対象とした変速を行うよう
になっている。

【実　施　例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第１図において、本発明による制御系の概略について説
明する。先ず、伝動系としてエンジン１がクラッチ２１
前後進切換装置３を介して無段変速機４の主軸５に連結
する。無段変速機４は主軸５に対して副軸６が平行配置
され、主軸５にはプライマリプーリ７が、副軸６にはセ
カンダリプーリ８が設けられ、両プーリ７．８に駆動ベ
ルト１１が巻付けられている。各プーリ７．８は一方の
固定側に対し他方が軸方向移動してブーり間隔を可変に
構成され、可動側に油圧シリンダ９．１０を有する。こ
こで、セカンダリシリンダ１０に対しプライマリシリン
ダ９の方が受圧面積を大ぎくしてあり、プライマリ圧に
より駆動ベルト１１のプーリ７゜８に対する巻（−Ｊけ
径の比を変えて無段変速するようになっている。 また副軸６は、１相のりダクションギＡ７１２，１３を
介して出力軸１４に連結し、出力軸１４のドライブギヤ
１５が、ファイナルギヤ１Ｇ、ディノア１ノンシヤルギ
ヤ１フ、車軸１８を介して駆動輪１９に伝動構成されて
いる。 上記無段変速機４には、油圧回路２０．制御ユニット７
０を有し、制御ユニット７０からのライン圧制御、変速
速度制御用のデユーティ信号にＪζり油圧回路２０を動
作して、プライマリおよびセノＪンダリの各シリンダ９
，１０の油圧を制御する構成になっている。 第２図において、油圧回路２０を含む油圧制御系につい
て説明すると、エンジン１により駆動されるオイルポン
プ２１を有し、このオイルポンプ２１の吐出側のライン
圧油路２２がセカンダリシリンダ１０に連通ｌ）、更に
ライン圧制御弁４０を貫通して変速速度制御弁５０に連
通し、この変速速度制御ｌｌＩ井５０が、油路２３を介
してプライマリシリンダ９に）ｉ１！通づる。 変速速度制御弁５０からのドレン油路２４は、プライマ
リシリンダ９のメイルが完全に排油されて空気が入るの
を防ぐチェック弁２５を有してオイルパン２Ｇに連通す
る。また、ライン圧制御弁４（）／＞ｓ＋らのドレン油
路２７には、リューブリケイジョン弁２８を有して一定
のｆ、’ｌｌ滑合生じており、油路２７のリューブリケ
イジョン弁２８の上流側が、駆動ベルト１１の潤滑ノズ
ル２９およびプリフィリング弁３０を介してプライマリ
シリンダ９への油路２３にそれぞれ連通［）でいる。 ライン圧制御弁４０は、弁体４１．スプール４２．スプ
ール４２の一方に付勢するスプリング４３を有し、スプ
ール４２により油路２２のボート４１ａをドレン油路２
７のボート４１ｂに連通して調圧されるようになってい
る。スプリング４３のスプール４２と反対側は調整ねじ
４４を有するブロック４５で受り、スプリング４３の設
定荷重を調整して各部品のバラツキによるデユーティ比
とライン圧の関係が調整可能にななっている。 また、スプール４２のスプリング４３と反対側のボート
４１ｃには、油路２２から分岐する油路３１によりライ
ン圧が対向して１ヤ用し、そのボー１〜４１ｃと同じ側
のボート４１ｄには、油路３２によりライン圧制御用の
デユーティ圧がライン圧を低くする方向に作用している
。これにより、ライン圧ＰＬ、その有効受圧面積ＳＬ、
デユーティ圧Ｐ（１，そのイ■効受圧面積Ｓｄ、スプリ
ング荷ｍＦ３の間には、次の関係が成立する。 Ｆｓ　＝ＰＬ　−ＳＬ　＋Ｐｄ　−５ｄＰＬ　＝　（Ｆ
ｓ　−ｐＨ−８ｄ　）／ＳＬこのことから、ライン圧Ｐ
Ｌは、デユーティ圧Ｐｄの減少関数として制御される。 変速速度制御弁５０は、弁体５１．スプール５２を有し
、スプール５２の左右への移動により油路２２のボート
５１ａを油路２３のボート５１１）に連通する給油位置
と、ボート５１ｂをドレン油路２４のボート５１ｃに連
通する刊油位置との間で動作するようになっている。ス
プール５２の排油側端部のボート５１ｄには、油路３３
により一定圧が作用し、給油側端部のボート５１ｅには
、油路３４により変速速度制御用のデユーティ圧が作用
し、かつボーｌ−５１ｅにおいてスプール５２に初期設
定用のスプリング５３が付勢している。 ここで、一定圧ボート５１ｄでのスプール有効面積に対
してデユーティ圧ボート５１ｅでのスプール有効面積の
方が大きく設定されており、デユーティ圧が一定圧ＰＲ
と同一圧力と零の間で変化する場合に、変速速度制御弁
５０を排油と給油の２位置で的確に切換え動作するよう
になっている。 一方、デユーティ圧のデユーティ比（オン／オフ比）の
変化割合によりプライマリシリンダ９への給油、排油流
量が変化して、変速速度を制御することが可能となる。 更に、デユーティ比を増大」ノて例えばデユーティ圧の
零時間を長くする方向に変化すると、給油量〉排油量の
関係にイにってシフトアップする。逆にデユーティ比を
減少してデユーティ圧の一定圧時間を長くする方向に変
化すると、給油量く排油量の関係になってシフトダウン
覆る。 次いで、上記合弁４０．５０のデユーティ圧生成回路に
ついて説明する。 先ず、一定圧□発生回路と１ノでライン圧油路２２から
分岐する油路３５とドレン油路２７から分岐する油路３
６がレギュレータ・サプライ弁５５に連通し、このレギ
ュレータ・サプライ弁５５からの油路３７がレギュレ−
タ弁６０に連通し、油路３７から一定圧油路３８が分岐
するように構成されている。 １ノギユレータ・サプライ弁５５は、弁体５６．スプー
ル５７を有し、スプール５７の一方にはスプリング５８
が４＝Ｊ勢し、その他方にはドレン圧が作用している。 そしてライン圧が高くドレン圧が低い場合は、スプール
５７によりライン圧油路３５のボート５６ａを油路３７
のボート５６ｂに連通し、ドレン圧の上臂に伴いドレン
油路３６のボート５６ｃをボート５６ｂに連通して常に
所望の油圧を確保する。こうして、レギュレータ・ナプ
ライ弁５５により確保されたオイルがＡリフイス５９に
より流量制限されて、常時油路３７と共にレギュレ−タ
弁６０に供給されるようになる。 レギュレータ弁６０は、弁体６１．スプール６２を右し
、スプール６２の一方にスプリング６３が付勢し、その
他方に一定圧が作用しており、一定圧が高くなるど油路
３７のボート６１ａをドレンボート６１ｂに連通するの
であり、こうしてスプリング荷重とバランスした一定圧
を得る。 そｌノて一定圧油路３８は、オリフィス６５．ライン圧
制御用ソレノイド弁６Ｇを介して油路３２に連通する。 また油路３８は、油路３３に連通すると杖に、Ａリフイ
ス６７、変速速度制御用ソレノイド弁６８を介して油路
３４に連通する。 ソレノイド弁６６は、例えばデユーティ信号のオンの場
合に排油する構成であり、このソレノイド弁６６により
生じたパルス状のデユーティ圧は、油路３２のアキュム
レータ３２ａにより平滑化されてライン圧制御弁４０に
供給される。ソレノイド弁６８も同様の構成であり、こ
のソレノイド弁６８により生じたパルス状のデユーティ
圧がそのまま変速速度制御弁５０に供給される。 ここで、ソレノイド弁６８に入力するデユーチーｒ信号
と変速速度制御の関係について、以下に）ホベる。先ず
、プライマリシリンダ９の必要油量■は、変速比ｉとの
関係で機械的に構成上決まるもので、Ｖ＝ｈ（ｉ） となり、流ｆｆ１Ｑは油ｆｆ１Ｖを時間で微分したもの
であるから、 Ｇｌ−ｄｖ／ｄｔ＝　（ｄｆｌ（ｉ　）　／ｄｉ）　・
（ｄｉ／ｄｔ＞となり、流ｆｆ１Ｑと変速速度ｄｉ／ｄ
ｔは変速比ｉをパラメータとして対応している。従って
、次式になる。 ｒＪｉ／ｄｔ＝　ｆｔ　　（Ｑ、　ｉ　）また、プライ
マリシリンダ内圧Ｐｐ、ライン圧ＰＬ、流量係数Ｇ、動
力加速度Ｑ、油比重酊γ。 弁の給油ボート開ロ面積Ｓｔ、排油ボート開口面積Ｓｏ
とすると、給油流ｆｆ１Ｑｔ、排油流酊ＱＣＩは、Ｑｏ
　＝ｃ　−Ｓｏ　Ｃ（２ｇＰｐ　）　／γ］＆＝ａ−８
ｏ　（Ｐｐ　）番 Ｑｉ　＝ａ−８ｉ　　（ＰＬ−Ｐｐ　）＆［ａ＝ｃ（２
（］／γ）４］ で表わせる。 そこで、デユーティ比をＤとすると、デコーティ作動信
号１サイクルの平均流ｆｉｌＱ（給油を正とする）は、 Ｑ＝ａ　（Ｄ−８ｔ　　（ＰＬ　−Ｐｐ　）４−　（１
−Ｄ）ＸＳＤ　（ＰＩ））る） となり、ａ、８ｉ　、Ｓｏを定数とすると、次式になる
。 Ｑ＝　ｆ３　（Ｄ、ＰＬ、ＰＩ）） ここでライン圧ＰＬは、変速比ｉ、エンジントルクＴに
より制御され、そしてプライマリシリンダ内圧ＰＴｌ’
ｌＪ、変速比ｉとライン圧ＰＬで決まるものであるから
、■を一定と仮定すると、Ｑ＝　ｆ４　（Ｄ、ｉ　） となり、次式が成立する。 旧／　ｄｔ＝　ｆｓ　　（Ｄ　、　ｉ’　）このため、
Ｄについて解くと、 Ｄ＝　ｆｓ　　（ｄｉ／ｄｔ、　ｔ　）となり、以上に
より変速速度旧／　ｄ　ｔはデユーティ比りと対応する
ことがわかる。そしてデコーテイ比りは、変速速度旧７
ｄｔと変速比ｉで決まること□　になる。 一方、変速速度ｄ　ｔ　／　ｄ　ｔは、定常での目標変
速比ｉｓと実際の変速比１との偏差に基づくものである
から、次式が成立する。 ｄｉ／ｄｔ＝　ｋ　（１ｓ−ｉ　） このことから、各変速比ｉにおいて上式から変速速度旧
／ｄｔを決めてやれば、それに基づいてデユーティ比り
が求まり、このデユーティ比りで変速速度制御弁５０を
動作すれば、低速段と高速段の変速全域で変速速度制御
を行うことが可能となる。 また、シフトアップの場合は、ｉｓ＜　１で変速速度ｄ
ｉ／ｄｔの値が負になり、このためデユーティ比りの値
は小さくなる方向に変化する。これに対し、シフトダウ
ンの場合には、’＋ｓ′：：−ｉで変速速度ｄｉ／ｄｔ
の値が正になり、このためデユーティ比りの値は大きく
なる方向に変化するのであり、こうしてシフトアップと
シフトダウンとがデユーティ比りで制御することが可能
となる。 そこで、第３図の電子制御系では、上述の原理に基づい
て構成されており、以下に説明する。 先ず、変速速度制御系について説明１−ると、プライマ
リプーリ７、セカンダリプーリ８．エンジン１の各回転
数センサ７１．７２．７３、およびスロットル開度セン
１ノー７４を有する。そして制御ユニット７０において
両プーリ回転数セン゛リーフ１．７２からの回転信号Ｎ
ｐ　、Ｎｓは、実変速比算出部７５に入力して、１＝Ｎ
ｌ］／Ｎｓにより実変速比ｉを求める。 また、セカンダリプーリ回転数センサ７２からの信号Ｎ
Ｓとスロットル開度センリフ４の信号θは、目標変速比
検索部７６に入力する。ここで第４図（ａ）に示す変速
パターンに基づき、第４図■）に示すテーブルが設定さ
れており、このテーブルのＮｓ、θの値からＩＳが検索
される。そして、実変速比算出部７５の実変速比ｉ、目
標変速比検索部７Ｇの目標変速比ｉｓおよび係数設定部
７７の係数１（は、変速速度算出部７８に入力し、旧／
ｄｔ＝　ｋ（ｉｓ−ｉ　）により変速速度ｄｉ、／ｄｔ
が算出されると共に、その正、負の符号によりシフトダ
ウンまたはシフトアップが決まる。 変速速度算出部７８の変速速度ｄｉ／ｄｔおよび実変速
比算出部７５の実変速比ｉは、デユーティ比検索部１９
に入ノｊし、第４図（Ｃ）に示す旧／ｄｔ−ｉのテーブ
ルからデユーティ比りを検索する。テーブルにおいては
、変速速度ｄｉ／ｒｌｔおよび実変速比１の値が大きい
ほどデユーティ比りの値を小さく設定されている。そし
てデユーティ比検索部７９からデユーティ信号が、駆動
部８０を介してソレノイド弁６８に入力するようになっ
ている。 続いて、ライン圧制御系について説明すると、エンジン
回転数センサ７３の信号Ｎｅ、スロットル開度センサ７
４の信号θおよび実変速比算出部７５の信号ｉが目標ラ
イン圧算出部９１に入力し、実変速比ｉ、エンジントル
クＴにより目標ライン圧ＰＬを算出する。そしてデユー
ティ比設定部９２で目標ライン圧ＰＬに相当するデユー
ティ比りを求め、このデユーティ信号が駆動部９３を介
してソレノイド弁６６に入力するのであり、この場合の
デユーティ比りは、目標ライン圧ＰＬの値が大きいほど
大きい値に設定されている。 ＝１７− 次いで、このにうに構成された無段変速機の制御装置の
作用について説明する。 先ず、エンジン１の運転によりオイルポンプ２１が駆動
し、油路２２のライン圧はセカンダリシリンダ１０にの
み供給されて、変速比最大の低速段になる。このとき、
ザブライ弁５５により油路３８に導かれたオイルがレギ
ュレータ弁６０により調圧されて一定圧を生じ、これが
ソレノイド弁６６、６８等に供給されてデユーティ圧を
発生可能にしている。 そこで、発進時および走行中においてスロットル間度、
エンジン回転数および変速比に基づき、制御ユニット７
０で目標ライン圧に応じたデユーティ比の信号が設定さ
れ、これがソレノイド弁６６に入力する。そしてソレノ
イド弁６６により生じたデユーティ圧が、ライン圧制御
弁４０のボート４１ｄに供給されることで、ライン圧を
制御する。即ち、変速比、スロットル開度等により、プ
ーリ伝達トルクが大きいほどデユーティ比の値が大きく
、ソレノイド弁６６によるデユーティ圧のレベルは低く
なってライン圧を高く定めるのであり、かかるライン圧
がセカンダリシリンダ１０に作用することで、伝達トル
クに応じたプーリ押付は力を保つ。 一方、各センサ７１．７２および７４からの信号Ｎｐ。 Ｎδ、θが制御ユニット７０に入力し、実変速比算出部
７５で実変速比ｉを、目標変速比検索部７６で目標変速
比ｉｓを求め、これらと係数ｋを用いて変速速瘍算出部
７８で変速速度ｄｉ／ｄｔを求める。そこで’＋ｓ＜　
ｉの関係にあるシフトアップでは、変速速度＋Ｉｉ、／
ｄｔが角の値になり、ｉｓ＞　ｉの関係にあるシフトダ
ウンでは、変速速度旧／ｄｔが正の値になる。 従って、デユーティ比検索部７９でｃＮ／ｄｔど１に基
づいてデユーティ比りが検索され出力する。 上記デユーティ信号は、ソレノイド弁６８に入力１ノで
パルス状のデユーティ圧を生成し、これにより変速速度
制御弁５０を給油と排油の２位置で繰返し動作する。こ
こでデユーティ比が小さくなると、オフ時間が長くなり
、変速速度制御弁５０は、排油位置での時間が給油位置
での時間にり長くなってプライマリシリンダ９より排油
するようになり、こうしてシフトダウンする。一方、デ
ユーティ比が大きくなると、逆にオフ時間により給油位
置での時間が長くなってプライマリシリンダ９は給油さ
れ、これによりシフ１ヘアツブする。そして、この場合
の変速比の変速速度ｄｉ／ｄｔはデユーティ圧の変化に
対応していることから、目標変速比ｉｓと実変速比ｉの
偏差が小さい場合は、デユーティ圧の変化が小さくプラ
イマリシリンダ９の流量変化が少ないことで変速スピー
ドが遅くなる。一方、目標変速比ｉｓと実変速比ｉの偏
差が太きく　ｉ＞るに従ってデユーティ比の変化により
プライマリシリンダ９の流量変化が増して、変速スピー
ドが速くなる。 こうして、低速段と高速段の変速全域において、変速速
度を変えながらシフトアップまたはシフトダウンして無
段階に変速することになる。 以上、本発明の一実施例について述べたが、ソレノイド
弁のオン・オフは逆の関係にすることも可能である。 【発明の効果］ 以上述べてきたように、本発明によれば、油圧制御系に
おいて単一の変速速度制御弁により変速速度制御する構
成であるから、構造が簡素化し、制御も容易である。 変速速度をソレノイド弁のデユーティ比と対応させ、目
標変速比と実変速比の偏差に基づきデユーティ比を決め
て直接変速速度を制御する方式であるから、制御動作、
応答性等の点で良い。 また、弁構造が両端に油圧を作動させており、その圧力
の大小関係のみで作動させられるために、万一、一定圧
が低下しても変速制御にはほとんど影響がない。 常に一定圧発生回路からの油圧を用いてソレノイド弁に
よりデユーティ圧を生じるので、デユーティ圧をライン
圧等の変化に関係なく高い精度で得ることができ、特に
変速速度を精度良く制御することが可能となる。 実施例のように、変速速度制御用ソレノイド弁がシフト
ダウンの場合にデユーティ比が小ざくなってソレノイド
からの排油量を減じるものでは、ライン圧のＴＲを損う
ことが少なくなり、ポンプ容量も小さくるすことができ
る。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の制御装置の実施例の概略を示す構成図
、第２図は油圧制御系を詳細に示す回路図、第３図は電
子制御系を示すブロック図、第４図は変速速度制御にお
（プる特性、テーブルを示す図である。 ４・・・無段変速機、９・・・プライマリシリンダ、１
０・・・セカンダリシリンダ、２２・・・ライン圧油路
、３８・・・一定圧油路、４０・・・ライン圧制御弁、
５０・・・変速速度制御弁、５５・・・サプライ弁、６
０・・・レギュレータ弁、６８・・・変速速度制御用ソ
レノイド弁、７０・・・制御ユニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 プライマリシリンダへライン圧導く油路に、給油と排油
   の２位置で動作する変速速度制御弁を設け、 一定圧発生回路中のソレノイド弁により生じたデューテ
   ィ圧を上記変速速度制御弁に作用して動作するように油
   圧系を成し、 目標変速比と実変速比の偏差に基づいて決まる変速速度
   、および変速比との関係によりデューティ比を求め、 該デューティ比の信号を上記ソレノイド弁に入力して、
   シフトアップまたはシフトダウンしながら変速速度制御
   するように構成した無段変速機の制御装置。