JPS63297129A - 車両用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 本発明は車両用無段変速機の制御方法、特に伝達容量を
連続的に制御可能なクラッチと組み合わせて使用される
車両用無段変速機の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、車両用無段変速機の制御装置として、特開昭６０
−２３１０６２号公報に記載のように、走行中にＤレン
ジからＮレンジへ、さらにＤレンジへと切り換えた場合
に、惣激なエンジンブレーキが作用するのを防止し、運
転フィーリングを改善するものが提案されている。この
制御装置は、Ｎレンジにおける車速か一定車速以下の時
には発進可能な大きな変速比、即ちローへ変速し、車速
か一定車速以上の時にはローより小さな変速比へ変速制
御している。そして、Ｎレンジにおける車速が一定車速
以上の時には、具体的にはＮレンジヘシフトする直前の
変速比に維持したり、あるいはＮレンジヘシフトする直
前の変速パターンに基づいて変速比を決定している。

上記制御装置の場合には、発進クラッチとしてトルクコ
ンバータを使用しているため、ＮレンジからＤレンジヘ
シフトした時のトルクコンバータ前後の相対回転差は容
易に吸収され、殆どショックを伴わない、ところが、伝
達容量を連続的に制御可能な油圧クラッチなどを使用し
た場合には、Ｄレンジへのシフトと同時に油圧クラッチ
を即座に締結すると、クラッチ前後の僅かな相対回転差
でも大きなショックを伴う、このショックを回避するに
は、ＮレンジからＤレンジへのシフト時にクラッチの伝
達容量を微細制御し、クラッチを緩やかに係合させれば
よいが、これではクラッチが締結するまでに時間がかか
り、変速制御への移行に時間遅れを生じることになる。

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、Ｎレンジの走行状態から走行レンジへ切り換えた時
のエンジンブレーキショックやクラッチ係合ショックを
防止するとともに、変速制御への移行が迅速に行えるよ
うにした車両用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、伝達容量を連続
的に制御可能なクラッチと組み合わせて使用される車両
用無段変速機において、Ｎレンジで走行している間、無
段変速機をクラッチ前後の相対回転差が減少する方向に
変速するとともに、Ｎレンジから走行レンジへ切り換わ
った時点における入力回転数と出力回転数との比が無段
変速機の最大変速比より大きい時にはクラッチの伝達容
量を入力回転数に応じて制御し、該時点における入力回
転数と出力回転数との比が無段変速機の最大変速比以下
の時にはクラッチを締結方向へ制御するものである。

即ち、Ｎレンジで走行している時には、通常の変速制御
とは異なり、無段変速機をクラッチ前後の相対回転差が
減少する方向に変速しておき、再びＤレンジへ切り換え
た時のショックを解消している。また、Ｎレンジにおい
ては、入力回転数と出力回転数との比が無段変速機の最
大変速比より大きくなったり、最小変速比より小さくな
る場合があり、特に前者の場合には再度Ｄレンジへ切り
換わった時にクラッチを締結するとエンストを起こすお
それがあるので、クラッチの伝達トルクを入力回転数に
応じて変化させ、半クラツチ状態に保持する。また、再
度Ｄレンジへ切り換わった時の入力回転数と出力回転数
との比が無段変速機の最大変速比以下の場合には、クラ
ッチを締結してもエンストを起こすおそれがないので、
Ｄレンジへ切り換わるとともにクラッチを締結し、変速
制御への移行を迅速に行うことができる。

なお、入力回転数と出力回転数との比が無段変速機の最
小変速比より小さい場合には、最大、最小変速比の中間
にある場合とは別に、クラッチを一定の時間勾配をもっ
て締結すれば、さらにクラッチ係合時のショックを低減
できる。

実施例の説明 第１図は本発明にかかる無段変速機の一例である■ベル
ト式無段変速機の概略構造を示し、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の端部には外歯ギヤ５が固定されており、
この外歯ギヤ５は無段変速装置ｌＯの駆動軸１１に固定
された内歯ギヤ６・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に設けた駆動側ブーＩＪ
１２と、従動軸１３に設けた従動側ブーＵ１４と、両プ
ーリ間に巻き１３）けたＶベルト１５とで構成されてい
る。駆動側プーリ１２は固定シープ１２ａと可動シープ
１２ｂとを有しており、可動シープ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、従動側ブー１月４も駆動側プーリ１２と同様
に、固定シープ１４ａと可動シーブ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
からなる自動発進クラッチ２０によって断続される。自
動発進クラッチ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２２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２９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。

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
３及び発進制御弁４５に出力している。プーリ制御弁４
３及び発進制御弁４５は電子制御装置６０から出力され
る制御信号（例えばデユーティ制御信号）によりソレノ
イド４４．４６を作動させ、ライン圧を調圧して各々従
動側プーリ１４の油圧室１８と発進フランチ２０とにそ
れぞれ制御油圧を出力している。したがって、電子制御
装置６０からソレノイド４４．４６への制御信号のみに
よって、無段変速装置ｌＯの変速比および発進クラッチ
２０のトルク伝達容量を自在に制御できる。

第２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Ｎ：ｎ（入力軸４の回転数）を検
出するセンサ、６２ば車速Ｖ（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Ｎａｘ　（
発進クラッチ２０の入力回転数又は従動側ブー１７１４
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、上記センサ
６１〜６４の信号は入力インターフェース６６に入力さ
れ、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はプーリ制御用ソレノイド４４と発進制御用ソレノ
イド４６を制御するためのプログラムやデータが格納さ
れたリードオンリメモリ（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、ＲＡ
　Ｍ２Ｏ，出力インターフェース７１、入力インターフ
ェース６６及びＡ／Ｄ変換器６７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４４と発進制御用ソレノイド４６とに制御信号（例
えばデジタル信号）として出力されている。

第３図は電子制御装置６０に設定された走行レンジにお
ける発進クラッチ２０の係合特性を示し、トルク伝達容
量がエンジン回転数の上昇につれて連続的に上昇するよ
うに設定されている。なお、第３図の縦軸は伝達容量に
代えてクラッチ油圧としてもよく、さらに発進制御弁４
５の出力油圧と入力されるデユーティ比とが比例関係に
設定されておれば、縦軸を発進制御用ソレノイド４６の
デユーティ比としてもよい、アイドル回転数Ｎｉ　にお
いて、発進クラッチ２０は緩く係合して一定のクリープ
トルクＴｃを発生しており、エンジン回転数が所定値Ｎ
ｓまで上昇すると、伝達容量が最大Ｔｍａｘ（デユーテ
ィ比１００％）となり、発進クラッチ２０は締結される
。

なお、非走行レンジ（Ｐ、　Ｎレンジ）においては発進
制御用ソレノイド４６のデユーティ比をＯとするか、ま
たは図示しないマニュアル弁によって発進クラッチ２０
への供給油路を遮断し、発進クラッチ２０は常時遮断さ
れている。

第４図は変速線図を示し、図中、ｉ　ｍａｘ（Ｌｏｗ）
は入力軸４から出力軸３２までの駆動経路の最大変速比
、１ｍ１ｎ（旧ｇｈ）は最小変速比である。

ここで、Ｄレンジで走行している途中でＮレンジへ切り
換え、さらにＤレンジへ復帰した場合を想定する。Ｄレ
ンジで走行している時には、入力回転数と出力回転数と
の比（Ｎ：ｎ／Ｖ）が最小変速比ｉ　ｓｉｎと最大変速
比ｉ　ｗａｘとの中間、即ち領域Ｂに位置しているが、
Ｎレンジへ切り換えると、発進クラッチ２０が遮断され
るため、無段変速装置１０は無負荷状ぞで空転し、車両
は惰性走行を続ける。そして、エンジン回転数はスロッ
トル開度に応して変化し、車速は路面の傾斜によって変
動し、無段変速装置１０は設定プログラムにそって所定
の変速比へ制御される。もし、無段変速装置１０の変速
比がエンジン回転数や車速の変化と関係なく、別個に制
御されると、発進クラッチ２０前後の相対回転差が生し
、次にＮレンジからＤレンジへ切り換わった時に即座に
発進クラッチ２０を締結すると、エンジンブレーキショ
ックやクラッチ係合ショックなどを伴い、最悪の場合に
はエンストを起こすおそれがある。

このような問題を解決するため、本発明では次の２段階
の制御を行っている。第１の制御は、Ｎレンジで走行し
ている間、無段変速装置１０を発進クラッチ２０前後の
相対回転差が減少する方向に変速制御することであり、
第２の制御はＤレンジへ復帰した時の入力回転数と出力
回転数との比（Ｎ１゜／Ｖ）が第４図Ａ、Ｂ、Ｃのいず
れの領域にあるかによって、第５図のように発進クラッ
チ２０の係合パターンを変えることである。

第１の制御について説明すると、Ｎレンジにおいて入力
回転数と出力回転数との比（Ｎ、、／ｖ）を求め、この
比が最小変速比ｉ　ｍａｎと最大変速比ｉ　ｍａｙとの
中間にある場合（第４図領域Ｂ）には、発進クラッチ２
０前後の相対回転差が減少する方向に無段変速装置１０
を変速制御し、発進クラッチ２０前後の相対回転差を解
消する。また、比（Ｎｕｎ／Ｖ）が最大変速比ｉ　ｍａ
ｘより大きい場合（第４図領域Ａ）または最小変速比ｉ
　ｓｉｎより小さい場合（第４図領域Ｃ）には、無段変
速装置１０の変速比をいかに制御しても発進クラッチ２
０前後の相対回転差を０にすることはできないが、最大
変速比または最小変速比に保持して発進クラッチ２０前
後の相対回転差を可能な限り低減する。

第２の制御について説明すると、Ｄレンジへ復帰した直
後の位置が領域へにある場合には、そのまま発進クラッ
チ２０を締結するとエンジン回転数が極端に低下してエ
ンストを起こすおそれがあるので、第５図のようにエン
ジン回転数に対応したデユーティ比Ｄ１を第３図から読
み出して発進制御用ソレノイド４６に出力する。これに
より、発進クラッチ２０は半クラツチ状態を保持し、ク
ラッチ係合ショックを防止するとともにエンストを防止
できる。また、領域Ｂにある場合には、第１の制御で発
進クラッチ２０前後の相対回転差が殆ど解消されている
ので、即座に発進クラッチ２０を締結してもショックは
ない。さらに、領域Ｃにある場合には、発進クラッチ２
０を即座に締結してもエンジン１が出力軸３２のトルク
により容易に回転するため、エンストを起こすおそれは
ないが、若干のクラッチ係合ショックを伴う可能性があ
るので、所定の時間勾配をもって発進クラッチ２０を締
結するように制御する。

つぎに、本発明にかかる制御方法の具体例を第６図に従
って説明する。

制御がスタートすると、スロットル開度θ、エンジン回
転数Ｎ１ｎ３従動軸回転数Ｎよ、車速Ｖなどの各種信号
を入力しく８０）、つぎにレンジの判別を行う（８１）
。Ｐ、Ｒレンジであれば、本発明制御とは無関係である
ため、Ｐレンジであるかの比較判別（８２）を行った後
、それぞれＰ処理（８３）、Ｒ処理（８４）を実行する
。

Ｎレンジの場合には車速Ｖと従動軸回転数Ｎ工を減速比
ａで除した値との比較を行う（８５）。゛この減速比ａ
は、発進クラッチ２０の出力側の軸１９から出力軸３２
までのギヤ比である。Ｖ、ｉ：Ｎゎ／ａであれば、発進
クラッチ２０の入力回転数が出力回転数より小さいこと
を意味するので、プーリ制御用ソレノイド４４をＯＦＦ
またはデユーティ比を減少させ、無段変速装置１０を高
速比側へ変速しく８６）、発進クラッチ２０の入力回転
数を上昇させる。逆に、ＶＡＮ工／ａであれば、発進ク
ラッチ２０の入力回転数が出力回転数より大きいことを
意味するので、プーリ制御用ソレノイド４４をＯＮまた
はデユーティ比を増加させ、無段変速装置１０を低速比
側へ変速しく８７）、発進クラッチ２０の入力回転数を
低下させる。これら（８６）　、　（８７）によって発
進クラッチ２０の前後の相対回転差が減少する。

Ｄレンジの場合には、エンジン回転数Ｎ１ｒｌと車速Ｖ
との比を最大変速比ｉ　ｗａｘおよび最小変速比ｉ　１
Ｉｌｉｎと比較する（８８）　＊　　ｉ　ｗａｘ≧Ｎ　
：ｎ　／　Ｖ≧１ｍ１ｎの時、即ち第４図の領域Ｂに位
置している時には発進制御用ソレノイド４６をＯＮＬで
発進クラッチ２０を締結しく８９）、スロットル開度お
よび車速の因子によってプーリ制御用ソレノイド４４の
デユーティ比を増減し、変速制御を行う（９０）＠　Ｎ
：ｎ／Ｖくｉ　＋ｎｉｎの時、即ち第４図の領域Ｃに位
置している時には、発進制御用ソレノイド４６を時間勾
配をもってＯＮＬ、発進クラッチ２０を締結するととも
に（９１）、プーリ制御用ソレノイド４４を０ＦＦＬ、
最小変速比に保持する（９２Ｌ　Ｎ：ｎ／Ｖ＞　ｉｍａ
ｘの時、即ち第４図の領域へに位置している時には、発
進制御用ソレノイド４６にエンジン回転数Ｎ、□に対応
したデユーティ比り、を出力し、発進クラッチ２０を半
クラツチ状態とするとともに（９３）、プーリ制御用ソ
レノイド４４をＯＮＬ、最大変速比に保持する（９４）
。

なお、上記実施例では発進クラッチ２０を無段変速装置
ｌＯの出力側に設けたが、これは急減速時のシフトダウ
ンを実現するためであり、無段変速装置１０の入力側に
設けてもよいことは勿論である。

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Ｎレンジ
で走行している間、無段変速機をクラッチ前後の相対回
転差が減少する方向に変速したので、再びＤレンジへ切
り換えた時のクラッチ係合ショックやエンジンブレーキ
ショソクを大幅に軽減できる。

また、Ｎレンジから走行レンジへ切り換わった時点にお
ける入力回転数と出力回転数との比が無段変速機の最大
変速比より大きい時には、クラッチの伝達容量を入力回
転数に応じて制御し、半クラツチ状態としたので、エン
ストを防止できる。

さらに走行レンジへの切換時点における入力回転数と出
力回転数との比が無段変速機の最大変速比以下の時には
、クラッチを締結方向へ制御するようにしたので、変速
制御へ迅速に移行できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例であるＶベルト式無段変速機の概
略図、第２図は電子制御装置のブロック図、第３図は発
進クラッチの係合特性図、第４図は変速線図、第５図は
各領域における発進制御用ソレノイドの信号図、第６図
は本発明の制御方法の具体例を示すフローチャート図で
ある。 １・・・エンジン、１０・・・無段変速装置、２０・・
・発進クラッチ、４３・・・プーリ制御弁、４４・・・
プーリ制御用ソレノイド、４５・・・発進制御弁、４６
・・・発進制御用ソレノイド、６０・・・電子制御装置
。 第１図 第２図 エシヅシロに枚 第４図 単連 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）伝達容量を連続的に制御可能なクラッチと組み合
   わせて使用される車両用無段変速機において、Ｎレンジ
   で走行している間、無段変速機をクラッチ前後の相対回
   転差が減少する方向に変速するとともに、Ｎレンジから
   走行レンジへ切り換わった時点における入力回転数と出
   力回転数との比が無段変速機の最大変速比より大きい時
   にはクラッチの伝達容量を入力回転数に応じて制御し、
   該時点における入力回転数と出力回転数との比が無段変
   速機の最大変速比以下の時にはクラッチを締結方向へ制
   御することを特徴とする車両用無段変速機の制御方法。
2. （２）Ｎレンジから走行レンジへ切り換わった時点にお
   ける入力回転数と出力回転数との比が無段変速機の最小
   変速比と最大変速比の間にある時にはクラッチを即座に
   締結し、該時点における入力回転数と出力回転数との比
   が無段変速機の最小変速比より小さい時にはクラッチを
   時間勾配をもって締結することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の車両用無段変速機の制御方法。