JPS6338759A - 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存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）に保っ
て空転させれば解決できる。すなわち、無段変速装置が
直結駆動中学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、無段変速装置は一
般の変速機と同様に最高速比のときｔｉ失トルクが最も
大きくなる傾向がある。

この問題は、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れば改善できる。ところが、こ
の場合には直結駆動経路と無段変速経路の変速比の相違
により出力回転数に差が生じるため、キックダウン時の
ように直結駆動から無段変速駆動へ切り換えると、急激
なエンジンブレーキ状態となって運転フィーリングを損
うとともに、キックダウンを完了するまでに時間を要す
るという問題があり、この傾向は高車速域はど著しくな
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、直結駆動時の損失トルクを低減するとともに、高車
速域における直結駆動から無段変速駆動への切換時の作
動遅れやエンジンプレーキシコックを軽減し得る直結機
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を
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、空転時の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
とともに、上記目標変速比を車速の増加につれて減少傾
向となるように設定したものである。

すなわち、直結駆動中は無段変速装置を最高速比より低
速比側の目標変速比へ制御した状態で空転させるため、
損失トルクを低減できるとともに、目標変速比が車速の
増加につれて減少傾向に設定したので、高車速域には直
結駆動経路と無段変速経路の変速比差が小さく、キック
ダウン時などの切換時間を短縮できるとともに、エンジ
ンブレーキショックを軽減できる。

実施例の説明 第１図は本発明にかかる直結機構付無段変速機の一例を
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は無段変速装置１０の駆動軸１１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１
１に伝達している。

無段変速装置１０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Ｈ）けたＶベルト１５とで構成されている。

駆動側ブー百月２は固定シーブ１２ａと可ｉＨＪ＋シー
ブ１２ｂ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１４も駆動側プーリ弗と同様
に、固定シーブ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１析続される。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
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２
６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３ｏ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。

上記無段変速機において、直結クラ・ンチ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ｉ。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１ｍ１ｎに
比べてやや低速比側に設定されている。

門圧弁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
３１発進制御弁４５．直結制御弁４７に出力している。

プーリ制御弁４３１発進制御弁４５及び直結制御弁４７
はソレノイド４４．．１６．４８によってライン圧を制
御し、それぞれ従動側ブー１月４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（、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の変速比や発進クラッチ２０の伝達ト
ルクの制御に好適である。なお、直結クラッチ５は単に
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、０Ｎ１０　Ｆ　Ｆ制御のみでもよい。

制御回路６０には、エンジン回転数、車速、スロットル
開度、ブレーキ信号、ポジションスイッチ信号などの信
号が入力され、これら信号と予め蓄積されたデータとを
比較判別することにより、運転状態に応じてソレノイド
４４，４６．４８に制御信号、例えばデユーティ制御信
号を出力している。

第４図は上記無段変速機の変速線図を示し、その動作を
説明すると、まずスロットル開度を一定として発進する
場合には、エンジン回転数が発進時の目標値（Ａ点）に
達するまでは発進クラッチ２０を遮断し、Ａ点に到達し
た後は発進クラ・Ｚチク０を徐々に結合し、Ｂ点に到達
すると発進クラッチ２０を完全結合状態に維持して発進
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（ｉ　ｗａｘ）の直線に沿って加速し、エン
ジン回転数がそのときのスロットル開度に応じた目標エ
ンジン回転数（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ｉ。（Ｄ点）に
達すると、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換え、以後直結伝達比
ｉ。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５
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６図に示すように最高速比
より低速比側の目標変速比ｉＥに制御して空転″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０Ｎ１０　Ｆ　Ｆ制御
で′あってもよい。

空転時の目標変速比ｉ６は、第７図に示すように車速の
増加につれて減少傾向となるように設定されており、低
車速域では低速比側に制御され、高車速域では高速比側
へ制御される。空転時の目標変速比は、上記のようにＦ
ＦＪ失トルクのみを勘案すれば一定の中間変速比（ｉｍ
＝１．０）に維持することも考えられるが、目標変速比
をｉ、に制御した場合はｉｍに比べて高車速域における
キックダウン特性を向上させることができる。この理由
を、目標変速比をｉ、に制御した場合とｉｍに制御した
場合との比較において説明する。

まず、第６図に示すように低車速域のＥ点で走行してい
る時にキックダウンを行うと、直結駆動から無段変速駆
動へ切り換えるとともに、無段変速装置１０をその時の
スロットル開度（例えばフルスロットル時）に応じた目
標エンジン回転数Ｎ。

の点Ｆへ変速する必要がある。特に、低車速域ではキッ
クダウン時の変速幅が大きく、かなり大きな変速比（例
えば最低速比）までシフトダウンされることが多いので
、空転時の目標変速比をｉ。

に制御した場合とｉｍに制御した場合とでキックダウン
特性に殆ど差はない。

一方、高車速域の０点で走行している時にキックダウン
を行うと、上記と同様に無段変速駆動へ切り換え、かつ
目標エンジン回転数Ｎ、の点Ｈへ変速することになる。

ところが、高車速域においてはキックダウン時の変速幅
が小さいので、空転時の目標変速比をｉｎに制御した場
合には点Ｈの最終変速比との差が太き（、点Ｈへ到達す
るまでに時間が長くかかるとともに、場合によってはエ
ンジンブレーキショックを伴うおそれがある。これに対
し、目標変速比をｉ、に制御した場合には、変速比が点
Ｈの近傍に既に制御されているので、変速時間を短縮で
き、かつエンジンブレーキショックを伴うこともない、
なお、高車速域では無段変速装置１０の目標変速比ｉ、
が最高速比に近くなるため、空転時の損失トルク低減効
果は薄れるが、高車速域ではエンジントルクが太きく　
ｔｉ失トルクの比率が小さいので、燃費に大きく影響す
るおそれはない。

ここで、本発明にかかる制御方法の一例を第８図のフロ
ーチャートにしたがって説明する。

制御がスタートすると、まず直結駆動中か否かを判別す
る（７０）。この判別は、具体的には直結制御弁４７が
ＯＮしているか、発進制御弁４５が○ＦＦしているか、
あるいは変速比が直結伝達比に固定されているか否かで
判別できる。直結駆動中でない場合には、次に変速中か
否かを判別する（７１）。

変速中でなければ発進過程にあることを意味するので、
発進制御を行う（７２）、この発進制御は、プーリ制御
弁４３をＯＮ状態に維持し、発進制御弁４５をデユーテ
ィ制御することにより行う。一方、変速中であれば変速
制御を行い（７３）、発進制御弁４５をＯＮ状態に維持
し、プーリ制御弁４３をデユーティ制御する。

また、（７０）の判別において直結駆動中の場合には、
その時の車速に応じて無段変速装置１０の空転時の目標
変速比ｉ、を第７図により決定しく７４）、プーリ制御
弁４３をデユーティ制御又は０Ｎ１０　ＦＦ制御するこ
とにより、無段変速装置１０を上記目標変速比ｉ、へ制
御する（７５）。

なお、第７図では目標変速比ｉ、が車速の増加につれて
直線的に減少する場合を示したが、これに限定するもの
ではなく、少な（とも車速の増加につれて目標変速比が
減少傾向を示すものであればよい。

また、上記実施例では無段変速装置がＶベルト式無段変
速装置の例を示したが、これに限らず、トロイダル形無
段変速装置やその他の如何なる無段変速装置にも通用で
きる。また、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、本発明によれば直結駆動
中、無段変速装置を最高速比より低速比側の目標変速比
へ制御し状態で空転させるため、最高速比で空転させる
場合に比べて損失トルクを低減でき、効率の良い直結走
行を実現できる。

また１、上記目ｍ変速比は車速の増加につれて減少する
ように設定されているため、特に高車速域においてキッ
クダウンを行った場合に、最終変速比と上記目標変速比
との差が小さいので、最終変速比へ到達するまでの時間
を短縮でき、かつエンジンブレーキショックを伴うこと
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御方法を通用した直結機構付無段変
速機の一例の構成図、第２図、第３図は制御弁の具体的
構造図、第４図は発進から直結走行に至る変速線図、第
５図は無段変速装置の損失トルク特性図、第６図はキッ
クダウン時の変速線図、第７図は車速と目標変速比との
関係を示す図、第８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
・７チ、６・・・直結駆動ギヤ、ＩＯ・・・無段変速装
置、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・・・制御回路。 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４図 車速 第５１４ 第６図 車速 第８１４ □ １、事件の表示 昭和６１年特許願第１８２３２０号 ２、発明の名称 直結機構付無段変速機の制御方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　大阪府池田市ダイハツ町１番１号名　称　　
ダイハツ工業株式会社 代表者　江　口　友　紘 ４、代理人〒５５０ 住　所　　大阪市西区西木町１−５−９産双西本町ビル
自発補正 ６、補正の対象 明細占の「発明の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 明細書第６頁末行において、「カウンタ軸２７には上記
」の後に「直結駆動ギヤ６と」を挿入する。 以上

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、空転時の無段変速装置を
   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とともに、上記目標変速比を車速
   の増加につれて減少傾向となるように設定したことを特
   徴とする直結機構付無段変速機の制御方法。