JPS6364837A - 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 本発明は無段変速機の制御方法、特に無段変速装置とす
べり式発進クラッチとを備えた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、無段変速機としては、駆動側プーリと従動側ブー
りとのベルト巻き掛は径を変化させることにより無段変
速を可能とした■ベルト式無段変速機が知られており、
この無段変速機にはスムーズな発進を行うため、流体継
手や遠心クラッチなどの自動クラッチが設けられている
（特開昭５８−４２８６２号公報、特開昭５８−１４９
４５８号公報参照）。

ところが、流体継手の場合には通常走行時の動力損失が
大きく、また遠心クラッチの場合には伝達トルク特性が
入力回転数のみに依存するため、完全なニュートラル状
態が得られない、また、自動クラッチの場合には外部か
らの制御が不要である反面、伝達トルク特性を変化させ
ることは不可能であり、発進特性が固定化するという欠
点もある。

そこで、湿式多板クラッチや電磁粉式クラッチのような
すべり式クラッチを使用し、伝達トルクを電子制御する
ことにより自動クラッチと同様なスムーズな発進性と動
力損失の低減、さらには発進特性の自由度の拡大とを実
現するようにしたものが提案されている（特開昭６１−
１２９３３９号公報）。

上記のようなすべり式発進クラッチを使用した場合、Ｄ
レンジで走行中にＮレンジへ切り換え、しかる後再びＤ
レンジに切り換えると、次のような問題を生じるおそれ
がある。すなわち、Ｄレンジで走行中にＮレンジへ切り
換えると、発進クラッチは遮断され、惰性走行を続ける
ことになる。

その間、エンジン回転数はスロットル開度に応じて変化
し、車速は路面の傾斜によって変動し、さらに無段変速
装置は所定の変速比へ制御されて空転を続ける。このよ
うにエンジン回転数、車速、及び変速比が独自に変化す
るため、発進クラッチの人、出力側に回転差が生じ、再
びＮレンジからＤレンジへ切り換えた時、即座に発進ク
ラッチを完全係合させると大きなショックを伴うことに
なる。このショックを解消するためには、Ｎレンジから
Ｄレンジへ切り換えた時に発進クラッチが徐々に係合す
るようにすべり制御すればよいが、このような発進クラ
ッチのすべり制御には時間を必要とし、変速制御に移る
までの間に時間遅れを生じる欠点がある。

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、ニュートラルレンジで走行中、次にパワーレンジに
切り換えた時のショックを防止し、かつ即座に変速制御
に移行できるようにした無段変速機の制御方法を堤供す
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、変速比を任意に
制御できる無段変速装置と、伝達トルクを任意に制御で
きるすべり式発進クラッチとを備えた無段変速機におい
て、ニュートラルレンジで走行している時、発進クラッ
チの人、出力側の相対回転差が減少する方向に無段変速
装置の変速比を制御することを特徴とするものである。

例えば、Ｎレンジで惰性走行中にＤレンジへ切り換えた
時、発進クラッチの人、出力側の相対回転差が減少する
方向に予め変速制御されているので、発進クラッチの人
、出力側の回転差が小さく、発進クラッチを即座に完全
係合させても殆どショックがなく、しかも変速制御へ即
座に移行させることができる。

なお、Ｎレンジで走行中にＬ又はＲレンジに切り換えた
時も同様である。

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１０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に設けた駆動側ブー１月
２と、従動軸１３に設けた従動側ブー１月４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
動側プーリ１２は固定シーブ１２ａと可動シーブ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１
５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１Ｊ１４も駆動側ブーＩＪ１２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１
８が設けられている。この油圧室１８への油圧は後述す
る油圧制御装置４０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
からなる発進り、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油圧制御装置４０
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。

油圧制御装置４０は、調圧弁４１と、プーリ制御弁４４
と、発進制御弁４６と、電子制御回路６０とで構成され
ており、調圧弁４１は油溜４２からオイルポンプ４３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４４及び発進制御弁４６に出力している。プーリ
制御弁４４及び発進制御弁４６は電子制御回路６０から
出力されるデユーティ制御信号によりソレノイド４５．
４７を作動させ、ライン圧を制御してそれぞれ従動側ブ
ー！Ｊ１４の油圧室１８と発進クラッチ２０とに制御油
圧を出力している。

上記制御弁４４．４６の具体的構造は、第２図のように
スプール弁５０と電磁弁５２とを組合せたものや、第３
図のようにボール状弁体５３で入力ボート５４とドレン
ポート５５とを選択的に開閉し、出力ボート５６から制
御油圧を出力する３ボ一ト式電磁弁単体としてもよい０
例えば、制御弁４４　、４６を第２図のようなスプール
弁５０と電磁弁５２とで構成した場合には、電子制御回
路６０から電磁弁５２に出力されるデユーティ比をＤと
すると、スプール弁５０の出力油圧Ｐ１は次式で与えら
れる。

ＰＣＩＩＴＸＡＩ　＝Ｐ　Ｌ　ＸＤＸＡ２　＋Ｆ　　　
・・・＋１１上式において、Ａ、、Ａ２はそれぞれスプ
ール弁５０のランド５０ａ、５０ｂの受圧面積、Ｐ、は
ライン圧、Ｆはスプリング５１のばね荷重である。

また、プーリ制御弁４４を第３図のような電磁弁単体で
構成した場合には、その出力油圧ＰｌＩＩＴは次式で与
えられる。

Ｐ１謬ＰＬ　ＸＤ　　　　　　　・・・（２）ｆｉ１式
、（２）式において、ＡＨ、Ａ２．ＰＬ、Ｆは一定値で
あるため、デユーティ比りと出力油圧Ｐばとは比例する
。また出力油圧Ｐｌ）ＪＴによって無段変速装置１０の
変速比及び発進クラッチ２０の伝達トルクが可変である
ので、いずれの場合も無段変速装置１０の変速比および
発進クラッチ２０の伝達トルクは各ソレノイド４５．４
７に入力されるデユーティ比によって自在に制御できる
。

第４図は電子制御回路４０のブーツク図を示し、６１は
エンジン回転数（入力軸４０回転数でもよい）を検出す
るセンサ、６２は車速を検出するセンサ、６３は従動軸
１３の回転数（発進クラッチ２ｏの入力回転数又は従動
側ブーリエ４の回転数でもよい）を検出するセンサ、６
４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７）小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ｆ言号に
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４５と発進制御用ソレノイド４７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、ＲＡＭ７０．出力イ
ンターフェース７１、上記人カイ７ター７エース６６、
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を介してプーリ制御用ソレノイド４５と発進制御用
ソレノイド４７とにデユーティ制御信号として出力され
ている。

第５図は電子制御回路６０内に予め設定された発進クラ
ッチ２０の伝達トルク特性の一例を示し、流体継手や遠
心クラッチと同様に入力回転数の二乗にほぼ比例した特
性を有し、円滑な発進性が得られるようにしている。な
お、第５図の縦軸として伝達トルクに代えてクラッチ油
圧としてもよく、さらに発進制御弁４６を第２図あるい
は第３図のように構成すれば、縦軸をデユーティ比とし
てもよい０発進クラッチ２０は、第５図の特性に沿って
入力回転数の上昇につれて伝達トルクが上昇するように
制御されるが、例えばＡ点において人、出力側の相対回
転数が設定値（例えば３００　ｒｐｎ＋）以下となった
時には、その時点で発進クラッチ２０を完全係合させて
も殆どショックがなく、かつ発進制御を短時間で完了で
きる。そのため、第５図一点鎖線で示すように、人、出
力側の相対回転数が設定値以下となった時には、発進ク
ラッチ２０を完全係合させて発進制御を完了するように
なっている。

なお、ニュートラルレンジ（Ｐ、Ｎレンジ）においては
発進クラッチ２０には油圧が導かれず、完全遮断状態に
ある。

ところで、上記Ｖベルト式無股変速機において、Ｄレン
ジで走行している途中でＮレンジに切り換えると、発進
クラッチ２０が完全遮断状態となるので、無段変速装置
１０は無負荷状態で空転し、車両は惰性走行を続ける。

もし、この状態でスロットル開度を全開とすると、エン
ジン回転数はアイドル回転数まで低下し、車速は路面の
傾斜によって増減し、無段変速装置１０は所定の変速比
、例えば最低速比に制御される。このようにエンジン回
転数、車速、変速比が独自に変動するため、発進クラッ
チ２０の人、出力側に相対回転差が生じ、次にＮレンジ
からＤレンジに切り換えた時、即座に発進クラッチ２０
を完全係合させると大きなシ日ツクを伴うことになる。

このショックを解消するには発進クラッチ２０をすべり
制御して徐々に係合させればよいが、これでは発進クラ
ッチ２０が完全係合するまでに時間を必要とし、次の変
速制御に移行するまでに時間の遅れが生じる。

本発明はこのような問題を解消するため、Ｎレンジで走
行している時、無段変速装置ｌＯの変速比を発進クラッ
チ２０の人、出力側の相対回転差が減少する方向に制御
し、次にＤレンジに切り換えた時、発進クラッチ２０を
即座に完全係合させてもショックを軽減でき、かつ変速
制御への移行を迅速に行い得るようにしたものである。

すなわち、第６図に示す変速線図において、例えばＢ点
で走行している時にＮレンジに切り換えると、スロット
ル全閉でかつ車速一定であれば、アイドル回転数Ｎａ相
当の０点へ移行する。この場合には、無段変速装置ｌＯ
を０点を通る変速比（直線ａ）へ制御することによって
、発進クラッチ２０の人、出力回転数を近づけ、次にＤ
レンジへ切り換えた時のショックを無くすとともに、変
速制御へ即座に移行できるようにする。また、第６図り
点で走行中にＮレンジに切り換えた時には、上記と同様
にスロットル全閉で車速一定という条件下ではアイドル
回転数Ｎａ相当のＥ点へ移行するが、Ｅ点は最高速比よ
り高速比側にあるので、無段変速装置１０を最高速比に
制御しても発進クラッチ２０の人、出力回転数を一致さ
せることはできない、しかし、無段変速装置ＩＯを最高
速比へ制御し、発進クラッチ２０の人、出力回転数を近
づければ、次にＤレンジに切り換えた時、発進クラッチ
２０を即座に完全係合させてもエンジン１が出力軸３２
のトルクにより容易に回転するので、殆どショックはな
い、なお、上記説明ではＮレンジにおいてスロットル全
閉で軍速一定の場合を示したが、これに限らないことは
勿論である。

つぎに、上記無段変速機の制御方法の一例を第７図に従
って説明する。

制御がスタートすると、まず車速Ｖが最低車速■ｏ以上
であるか否かを判別する（８０）。この最低車速■。は
発進過程か走行状態かを判別する基準値であり、例えば
５　ｋ＋ｍ／ｈ程度に設定されている。

Ｖく■ｏであれば、発進過程にあることを意味するので
発進制御弁４６を発進制御しく８１）、■≧■。

であれば、次にシフトポジシランがＮレンジにあるか否
かを判別する（８２）、　Ｎレンジでなければ、即ちり
、Ｒ，Ｌなどのパワーレンジであればプーリ制御弁４４
を変速１ｉ１１御する（８３）、一方、Ｎレンジであれ
ば、次に発進クラッチ２０の入力回転数Ｎ、ＴＩと出力
回転数ＮＧｆｆとを比較する（８４）、上記入力回転数
Ｎ、ｎは従動軸１３の回転数で与えられ、出力回転数Ｎ
１は出力軸３２の回転数と中空軸１９から出力軸３２ま
でのギヤ比との積で与えられる。Ｎ、、ｋＮＶであれば
、プーリ制御弁４４をＯＮ又はデユーティ比を増加させ
て無Ｙｊｔ変速装置１０を低速比側へ制御しく８５）、
入力回転数ＮＩｎを低下させて入力回転数を出力回転数
へ近づける。一方、Ｎ、ｎ＜Ｎ１１ＬＩＴであれば、プ
ーリ制御弁４４をＯＦＦ又はデユーティ比を減少させて
無段変速装置１０を高速比側へ制御しく８６）、入力回
転数Ｎ、ｎを増加させて入力回転数を出力回転数へ近づ
ける。

上記のようにＮレンジで走行している最中も無段変速装
置１０の変速比を制御することにより、発進クラッチ２
０の人、出力回転数を常時近づけるようにしたので、次
にＮレンジからパワーレンジに切り換えたとき発進クラ
ッチ２０を即座に完全係合させても、殆どショックがな
く、また変速制御へ即座に移行できるため、急加速した
りエンジンブレーキを効かすといった自由な制御を行う
ことができる。なお、Ｎレンジでは無段変速装置１０は
無負荷状態で空転しているので、変速比制御は極めて迅
速かつ容易に行える。

なお、本発明において、発進クラッチ２０としては湿式
多板クラッチに限らず電磁粉式クラッチも使用でき、こ
の場合には電気信号で直接伝達トルクを制御できるので
、発進制御弁が不要となり、油圧回路を簡素化できる。

また、本発明の無段変速機は■ベルト式無段変速機に限
らず、例えばトロイダル形無段変速機であってもよいこ
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、本発明によればニュート
ラルレンジで惰性走行中、発進クラッチの入、出力側の
相対回転差が減少する方向に無段変速装置を予め変速制
御したので、次にパワーレンジへ切り換えた時、発進ク
ラッチの人、出力側の回転差が小さく、発進クラッチを
即座に完全係合させても殆どショックがなく、しかも変
速制御へ即座に移行させることができる。また、ニュー
トラルレンジからパワーレンジに切り換えた時、発進ク
ラッチをすべり制御する必要が殆ど無いので、制御を簡
素化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が通用される■ベルト式無段変速機の一
例の概略図、第２図、第３図は制御弁の具体的構造図、
第４図は電子制御回路のブロック図、第５図は発進クラ
ッチの伝達トルク特性図、第６図は変速線図、第７図は
本発明方法の一例を示すフローチャート図である。 １・・・エンジン、４・・・入力軸、１０・・・無段変
速装置、１５・・・■ベルト、１８・・・油圧室、２０
・・・発進クラッチ、３２・・・出力軸、４０・・・油
圧制御装置、４４・・・プーリ制御弁、４６・・・発進
制御弁、６０・・・電子制御回路。 第４１１ 第５図 第６図 卑　速 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）変速比を任意に制御できる無段変速装置と、伝達
   トルクを任意に制御できるすべり式発進クラッチとを備
   えた無段変速機において、ニュートラルレンジで走行し
   ている時、発進クラッチの入、出力側の相対回転差が減
   少する方向に無段変速装置の変速比を制御することを特
   徴とする無段変速機の制御方法。