JPS63121535A - 直結機構付無段変速機の制御方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は直結機構付無段変速機の制御方法、特に直結駆
動中における無段変速装置の変速比制御方法に関するも
のである。

従来技術とその問題点 従来、■ベルト式無段変速機において、高速走行時の伝
達効率を高めるために人、出力軸間に固定伝達比を有す
る直結駆動経路と無段変速装置を有する無段変速経路と
を並列に設けたものが、例えば特公昭５７−２３１３６
号公報に記載されている。

ところが、上記の直結機構付無段変速機の場合には、直
結駆動中、無段変速装置を停止させているため、直結駆
動から無段変速駆動へ切り換えた時に無段変速装置が急
激に始動され、極めて大きなショックを伴うとともにベ
ルトの破損などの問題を招くおそれがある。この問題は
、直結駆動中無段変速装置と入力軸又は出力軸との間を
遮断し、無段変速装置を直結伝達比（最高速比）近傍に
保って空転させれば解決できる。つまり、無段変速装置
が直結駆動経路に空転しているので、直結駆動から無段
変速駆動へ急激に切り換えてもショックを伴わず、ベル
トが破損するおそれもない。

しかしながら、直結駆動中、無段変速装置を最高速比近
傍で空転させると、直結駆動時間は全走行時間の大部分
を占めるため、空転時の無段変速装置の損失トルクが無
視できなくなり、燃費が悪くなる、特に、無段変速装置
は最高速比のとき損失トルクが最も大きくなる傾向があ
る。

この問題を解決するため、本出願人は、直結駆動中、無
段変速装置を直結伝達比より低速比側の目標変速比、例
えば中間変速比（変速比＝１）に制御して空転させるこ
とにより、空転時の無段変速装置の損失トルクを低減す
る方法を提案した（特願昭６１−６３８０１号）、とこ
ろが、上記制御方法を実行すると、次のような問題が発
生するおそれがある。すなわち、市街地を走行中のよう
にスロットル開度や車速が頻繁に変化した場合には、−
旦直結駆動へ切り換えても、その直後に無段変速駆動へ
切り換えなければならない事態になることがあり、頻繁
な切り換えを余儀無くされる。特に、上記方法のように
直結駆動中、無段変速装置を中間変速比へ制御して空転
させる場合には、直結駆動から無段変速駆動への切換時
に直結駆動経路と無段変速経路との変速比が必ず相違し
ているので、頻繁な直結切換の度に切換ショックを伴い
、走行フィーリングを損うとともに、直結駆動へ切り換
わる度に中間変速比へ変速されるため、頻繁なベルト比
の変化と衝撃荷重のためにＶベルトの劣化を早めるとい
った問題が発生する。

発明の目的 本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、直結駆動時の損失トルクを低減するべく無段変速装
置を目標変速比へ制御して空転させるものにおいて、頻
繁な直結切換による切換ショックを解消し、不必要な変
速制御を防止し得る直結機構付無段変速機の制御方法を
提供することにある。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、人、出力軸間に
、固定伝達比を有する直結駆動経路と無段変速装置を有
する無段変速経路とを並列に設け、直結駆動中、無段変
速装置を空転させるようにした直結機構付無段変速機に
おいて、無段変速駆動から直結駆動へ切り換わった後、
直結駆動状態が設定時間以上維持された時、無段変速装
置を直結駆動への切換時における最終変速比より低速比
側の目標変速比に制御するものである。

すなわち、空転中の無段変速装置を目標変速比へ制御し
て効果があるのは、直結状態が長時間維持された時であ
り、直結駆動と無段変速駆動の切換が頻繁に行われる領
域においては、目標変速比への制御は不必要であるだけ
でなく却って不具合を伴う、そのため、このような領域
ではたとえ直結駆動へ切り換わっても即座に目標変速比
への制御を行わず、頻繁な変速と切換ショックとを防止
したものである。

実施例の説明 第１図は本発明の一例である直結機構付Ｖベルト式無段
変速機を示し、エンジン１のクランク軸２はダンパ機構
３を介して入力軸４に接続されている。入力軸４上には
湿式多板クラッチからなる直結クラッチ５と、回転自在
な直結駆動ギヤ６とが設けられており、直結クラッチ５
は後述する直結制御弁４７によって直結駆動時に直結駆
動ギヤ６を入力軸４に対して連結するようになっている
。

入力軸４の端部には外歯ギヤ７が固定されており、この
外歯ギヤ７は無段変速駆動工０の駆動軸ＩＩに固定され
た内歯ギヤ８と噛み合い、入力軸４の動力を減速して駆
動軸１１に伝達している。

無段変速装置ｌＯは駆動軸１１に設けた駆動側プーリ１
２と、従動軸１３に設けた従動側プーリ１４と、両プー
リ間に巻き掛けたＶベルト１５とで構成されている。駆
動側ブーｌ７１２は固定シーブ１２ａと可動シーブ１２
ｂとを有しており、可動シーブ１２ｂの背後にはトルク
カム装置１６と圧縮スプリング１７とが設けられている
。上記トルクカム装置１６は入力トルクに比例した推力
を発生し、圧縮スプリング１７はＶベルト１５が弛まな
いだけの初期推力を発生し、これら推力によりＶベルト
１５にトルク伝達に必要なベルト張力を付与している。

一方、従動側プーリＩ４も駆動側プーリＩ２と同様に、
固定シーブ１４ａと可動シープ１４ｂとを有しており、
可動シーブ１４ｂの背後には変速比制御用の油圧室１８
が設けられている。この油圧室１８への油圧は後述する
プーリ制御弁４３にて制御される。

従動軸１３の外周には中空軸１９が回転自在に支持され
ており、従動軸１３と中空軸１９とは湿式多板クラッチ
からなる発進クラッチ２０によって断続される。上記発
進クラッチ２０への油圧は後述する発進制御弁４５によ
って制御される。中空軸１９には前進用ギヤ２１と後進
用ギヤ２２とが回転自在に支持されており、前後進切換
用ドッグクラッチ２３によって前進用ギヤ２１又は後進
用ギヤ２２のいずれか一方を中空軸１９と連結するよう
になっている。後進用アイドラ軸２４には後進用ギヤ２
２に噛み合う後進用アイドラギヤ２５と、別の後進用ア
イドラギヤ２６とが固定されている。また、カウンタ軸
２７には上記直結駆動ギヤ６と前進用ギヤ２１と後進用
アイドラギヤ２６とに同時に噛み合うカウンタギヤ２８
と、終減速ギヤ２９とが固定されており、終減速ギヤ２
９はディファレンシャル装置３０のリングギヤ３１に噛
み合い、動力を出力軸３２に伝達している。

上記構造の無段変速機において、直結クラッチ５、直結
駆動ギヤ６、カウンタギヤ２８、終減速ギヤ２９、ディ
ファレンシャル装置３０は直結駆動経路を構成し、外歯
ギヤ７、内歯ギヤ８、無段変速装置１０．発進クラッチ
２０、前進用ギヤ２１、カウンタギヤ２８、終減速ギヤ
２９、ディファレンシャル装置３０は無段変速経路（前
進時）を構成している。そして、直結駆動経路における
入力軸４と出力軸３２間の直結伝達比１０は、無段変速
経路における入力軸４と出力軸３２間の最高速比ｔ　ｓ
ｉｎに比べてやや低速比側に設定されている。

調圧弁４０は油溜４１からオイルポンプ４２によって吐
出された油圧を調圧し、ライン圧としてプーリ制御弁４
３５発進制御弁４５及び直結制御弁４７に出力している
。ブーり制御弁４３９発進制御弁４５及び直結制御弁４
７はそれぞれソレノイド４４．４６．４８を有しており
、電子制御装置６０から各ソレノイドに入力される制御
信号によりライン圧を制御し、それぞれ従動側ブー＋Ｊ
１４の油圧室１８と発進クラッチ２０と直結クラッチ５
とに制御油圧を出力している。

上記制御弁４３，４５．４７の具体的構造は、例えば第
２図に示すようにスプール弁４９と電磁弁５０とを組合
せたものでもよく、あるいは第３図に示すようにボール
状弁体５１で入力ボート５２とドレンボート５３とを選
択的に開閉し、出力ボート５４の出力油圧を制御する３
ボ一ト式電磁弁単体で構成してもよい。いずれの場合も
、制御弁４３．４５．４７をデユーティ制御すれば、デ
ユーティ比に比例した制御油圧を出力できるので、無段
変速装置１０の変速制御、発進クラッチ２０の発進制御
、直結クラッチ５の直結制御を自在に行うことができる
。なお、直結クラッチ５は単なる断続制御のみであるか
ら、デユーティ制御を行う必要はなく、０Ｎ１０ＦＦ制
御のみでもよい。

第４図は電子制御装置６０のブロック図を示し、図中、
６１はエンジン回転数（入力軸４の回転数）を検出する
センサ、６２は車速（出力軸３２の回転数）を検出する
センサ、６３は従動軸１３の回転数を検出するセンサ、
６４はＰ、Ｒ，Ｎ、Ｄ、Ｌの各シフト位置を検出するセ
ンサ、６５はスロットル開度を検出するセンサであり、
上記エンジン回転数センサ６１．車速センサ６２．従動
軸回転数センサ６３．シフト位置センサ６４の各信号は
入力インターフェース６６に入力され、スロットル開度
センサ６５の信号はＡ／Ｄ変換器６７でデジタル信号に
変換される。

６８は中央演算処理装置（ＣＰＵ）、６９はブーり制御
弁４３１発進制御弁４５および直結制御弁４７を制御す
るためのプログラムやデータが格納されたり一ドオンリ
メモリ　（ＲＯＭ）　、７０は各センサから送られた信
号やパラメータを一時的に格納するランダムアクセスメ
モリ　（ＲＡＭ）　、７１は出力インターフェースであ
り、これらＣＰＵ６８、ＲＯＭ６９、ＲＡＭ７０、出力
インターフェース７１、上記入力インターフェース６６
、上記Ａ／Ｄ変ｔａｓｅ’ｉはバス７２によって相互に
連絡されている。出力インターフェース７１の出力は出
力ドライバフ３を介して上記プーリ制御用ソレノイド４
罎２ ４６および直結制御用ソレノイド４８にデユーティ制御
信号として出力されている。

第５図は電子制御装置６０内に設定された変速線図を示
し、図中ｉ　ｅｇａｘは最低速比、ｔｗｉｎは最高速比
、１０は直結伝達比である。ここで、発進状態から走行
状態に移行するまでの動作を第５図について説明する。

まずスロットル開度を一定として発進する場合には、エ
ンジン回転数が目標値（Ａ点）に達するまでは発進クラ
ッチ２０を遮断し、Ａ点に達した後は発進クラッチ２０
をすべり制御しつつ徐々に係合させ、Ｂ点に到達すると
発進クラッチ２０を完全係合させて発進制御から変速制
御へ移行する。変速制御においては、まず最低速比１ｎ
ａｘの直線に沿って加速し、エンジン回転数がその時の
スロットル開度に応じた目標エンジン回転数Ｎεの０点
に到達すると、変速領域に移行し、目標エンジン回転数
を保持しながら高速比側へ変速する。無段変速経路の変
速比が直結伝達比１０（Ｄ点）の近傍範囲に入ると、発
進クラッチ２０を遮断するとともに直結クラッチ５を結
合して直結駆動へ切り換え、以後直結伝達比重〇の直線
に沿って走行する。

直結駆動中、無段変速装置１０は無負荷状態で空転を続
けるが、空転時のベルト屈曲損失は最高速比及び最低速
比で大きく、かつこの屈曲損失と変速比との兼ね合いに
よって、無段変速装置１０の空転時の損失トルクは第６
図のように最高速比で最も大きく、低速比側へ移行する
につれて小さくなるという特性を示す、そこで、直結駆
動中は無段変速装置１０を第５図に示すように最高速比
より低速比側の目標変速比、例えば中間変速比１ｍ１ｄ
　　（ｉａ＋ｉｄ　＝１．０）へ制御して空転させ、損
失トルクを低減している。なお、空転時における無段変
速装置１０の変速比制御は、無段変速駆動時と同様にプ
ーリ制御弁４３をデユーティ制御してもよいが、さほど
精度を必要としないので単なる０Ｎ１０ＦＦ制御であっ
てもよい。

直結駆動中にエンジン回転数がスロットル開度に応じた
目標エンジン回転数より一定値以上降下したとき、ある
いはスロットル開度と車速とによって決定される目標変
速比と直結伝達比とが一定値以上離れた時には、直結ク
ラッチ５を遮断するとともに、発進クラッチ２０を結合
し、無段変速駆動へ切り換えることになる。

上記動作において、無段変速経路の変速比が直結伝達比
１０の近傍範囲に入ると、直結駆動へ切り換えられるが
、直結駆動への切換と同時に無段変速装置１０を中間変
速比ｉ　ｍｉｄへ変速を開始すると、次のような問題が
発生する。すなわち、直結駆動への切換直後にエンジン
回転数、スロットル開度あるいは車速か低下すると、再
び無段変速駆動へ切り換えるべき事態となり、直結クラ
ッチ５を遮断し、発進クラッチ２ｏを結合するという動
作を行わなければならない。ところが、上記のように直
結駆動への切換と同時に無段変速装置１０の中間変速比
ｉ　ｍｉｄへの変速を開始すると、再び無段変速駆動へ
切り換わった時に直結駆動経路と無段変速経路との変速
比が相違するため大きな切換シＪツクを伴うとともに、
頻繁なベルト比の変化を余儀無くされるため、■ベルト
１５の耐久性を損うことになる。

本発明ではこのような問題を解決するために、無段変速
駆動から直結駆動へ切う換わった時、即座に無段変速装
置ｌＯを中間変速比１ｍ１ｄへ変速せず、直結状態が設
定時間持続された時に初めて中間変速比ｉａ＋ｉｄへ変
速を開始するようにしたものである。このようにすれば
、たとえ直結駆動へ切り換わった直後に無段変速駆動へ
切り換えるべき事態となっても、その時は依然として無
段変速装置１０の変速比が直結伝達比ｉ。の近傍に維持
されているので、無段変速駆動へ切り換わっても何ら切
換ショックがなく、走行フィーリングを損なわずに済む
とともに、不必要な変速が防止されるため、■ベルト１
５の耐久性を損なわない。

第７図は本発明の制御方法の具体的−例を示すフローチ
ャートであり、以下この制御方法について具体的に説明
する。

まず制御がスタートすると、最初に直結駆動中であるか
否かを判別する（８０）、この判別は、具体的には直結
制御用ソレノイド４８がＯＮＬ、ているが、あるいは発
進制御用ソレノイド４６がＯＦＦしているか等で判別で
きる。直結駆動中でなければ無段変速駆動中であること
を意味するので、カウント値ｎ−Ｑとしく８１）、リタ
ーンさせる。一方、直結駆動中であれば、カウント値ｎ
を１だけ加算しく８２）、次にこのカウント値ｎを設定
時間Ｔｏ　（例えば５秒）と比較する（８３）、ｎ＜Ｔ
。であれば直結駆動へ切り換わって十分な時間が経過し
ていないことを意味するので、無段変速装置１０を切換
直前の変速比、即ち直結伝達比１０の近傍に維持しく８
４）、リターンさせる。一方、ｎ≧Ｔｏであれば直結駆
動へ切り換わって十分な時間が経過したことを意味する
ので、空転中の無段変速装置１０を中間変速比ｉ　ｍｉ
ｄへ変速する（８５）。

なお、本発明において、空転中の無段変速装置の目標変
速比としては、実施例のような中間変速比１ｍ１ｄ　　
（ｉｍｉｄ　＝１）に限らず、他の一定変速比としても
よく、あるいは目標変速比を車速、スロットル開度など
の諸因子によって変化させてもよい。

また、無段変速駆動と直結駆動との切換クラッチは実施
例のような湿式クラッチに限らず、乾式クラッチ、電磁
クラッチあるいはドッグクラッチでも使用可能である。

さらに、無段変速装置はＶベルト式無段変速装置に限ら
ず、他の形式の無段変速装置、例えばトラクション駆動
式無段変速装置も使用できる。直結機構もギヤ機構に限
らず、チェーン機構であってもよい。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば無段変速
駆動から直結駆動へ切り換えた後、直結駆動状態が設定
時間持続された時に初めて無段変速装置を目標変速比へ
と変速するようにしたので、直結駆動への切換直後に無
段変速駆動へ再度切り換えるべき事態となっても、頻繁
な変速が防止され、無段変速装置の劣化を防止できると
ともに、直結駆動経路と無段変速経路の変速比の相違に
もとづ（切換ショックを解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が通用される直結機構付無段変速機の一
例の概略構成図、第２図、第３図は制御弁の具体的構造
図、第４図は電子制御装置のブロック図、第５図は変速
線図、第６図は無段変速装置の空転時の損失トルク特性
図、第７図は本発明の制御方法の一例のフローチャート
図である。 １・・・エンジン、４・・・入力軸、５・・・直結クラ
ッチ、６・・・直結駆動ギヤ、１０・・・無段変速装置
、１８・・・油圧室、２０・・・発進クラッチ、３２・
・・出力軸、４３・・・プーリ制御弁、４５・・・発進
制御弁、４７・・・直結制御弁、６０・・・電子制御装
置。 出　願　人　　ダイハツ工業株式会社 代　理　人　　弁理士　筒井　秀隆 第１図 第２図　　　　　　　　　第３図 第４図 第５図 第６図 １亡　遣　口し 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入、出力軸間に、固定伝達比を有する直結駆動経
   路と無段変速装置を有する無段変速経路とを並列に設け
   、直結駆動中、無段変速装置を空転させるようにした直
   結機構付無段変速機において、無段変速駆動から直結駆
   動へ切り換わった後、直結駆動状態が設定時間以上維持
   された時、無段変速装置を直結駆動への切換時における
   最終変速比より低速比側の目標変速比に制御することを
   特徴とする直結機構付無段変速機の制御方法。