JPS6383458A - 車両用無段変速機の変速制御装置 - 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】 Ａ３発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、無段変速機の変速操作部材に連動、連結され
るとともに作動方向の切換により変速操作部材をその変
速比の大、小方向に連続的に作動させ得る油圧操作部に
、その作動方向を切換えるべく、運転者の加、減速意志
を示す指標に対応した第１制御力とエンジン回転数に対
応した第２制御力との差に応じて制御油圧を切換えて出
力する制御弁が接続される車両用無段変速機の変速制御
装置に関する。

（２）従来の技術 従来、かかる制御装置では、第１および第２制御力の差
に応じて移動するスプールをシリンダ体内に摺合した制
御弁を、油圧艮作部に接続し、前記制御力の差に応じて
油圧操作部への制御油圧を切換えている。

（３）　　発明が解決しようとする問題点かかる制御装
置において、変速比ｉの単位時間当りの変化割合ｄ　ｉ
　／　ｄ　ｔは、目標エンジン回転数をＮｅｏ、検出エ
ンジン回転数をＮ　ｅ　％ゲインをＫとしたときに、第
（１）式で得られる。

ｄｔ ところで検出エンジン回転ｆｉＮｅは、車速または出力
回転数を■とし、定数をＣとしたときに第（２）弐で表
わされる。

Ｎｅ＝Ｃ−Ｖ−ｉ　　　　　　　　　　　−（２）した
がって、検出エンジン回転数Ｎｅの変化割合ｄＮｅ／ｄ
ｔは第（３）弐で表わされる。

ｄｔ　　　　　　　　　　　　　　　　ｄｔ　　　　　
　　　　　　　　　ｄｔここで、車両走行中に変速して
も車速■は直ちには大きく変化しないので、ｄｖ／ｄｔ
＝ｏであり、第（３）式は第（４）式のようになる。

ｄｔ　　　　　　　　　　　　　　　　ｄｔ第（１）式
および第（４）式から ｄｔ である。ただしに’　−Ｃ・Ｋである。

従来、ゲインには一定値であり、ゲインに′も一定であ
るので、第（５）式からｄ　Ｎ　ｅ　／　ｄ　ｔは車速
■に比例することが判る。

そこで、車速■が低いときにｄ　Ｎ　ｅ　／　ｄ　ｔが
適正となるように第（５）式のゲインに′を設定すると
、車速Ｖが高くなったときにｄ　Ｎ　ｅ　／　ｄ　ｔが
大きくなり過ぎることがある。このため、エンジン回転
数が急激に増減し、偏差（Ｎｅｏ−Ｎｅ）の正負の繰返
し現象が発生して、変速操作が不安定となる可能性があ
る。

これとは逆に、車速Ｖが高いときにｄ　Ｎ　ｅ　／　ｄ
Ｌが適正となるようにゲインに′を設定すると、低速時
にはｄ　Ｎ　ｅ　／　ｄ　ｔが小さくなり過ぎることが
あり、応答性が緩慢になる可能性がある。

かかる問題を解決するには、ゲインに′を高速時には小
さくし、低速時には大とすればよい。すなわち油圧操作
部への制御油圧供給量を車速に応じて変化させ、油圧操
作部の作動速度を車速に応じて変化させればよい。

このように制御油圧の供給量を可変とするものとして単
純に思い付くのは、連続的な中間絞り開度を有して油路
の切換を行なう制御弁と油圧操作部との間に可変絞りを
配置することである。ところが、そのような可変絞りを
配置した場合の油圧操作部への制御油圧供給特性は第４
図で示すようになり、制御弁におけるスプールのストロ
ークが小さい範囲では、可変絞りの開度を定める車速パ
ラメータα１′、α２′、α３′、α４′・・・による
差が表れず、微小制御が困難である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、安
定性および応答性を両立させるとともに微小制御をも可
能とした車両用無段変速機の変速制御装置を提供するこ
とを目的とする。

Ｂ９発明の構成 （１）問題点を解決するだめの手段 本発明によれば、制御弁は、油圧操作部に連なる２つの
ポートと、油圧供給源に連なるポートおよび油タンクに
連なるポートとを有するシリンダ体内に、各ポートの連
通、遮断を切換えるべく第１および第２制御力の差に応
じて摺動する第１スプールが摺合され、第１スプール内
には、制御信号に応じた制御力の作用に応じて相対移動
する第２スプールが摺合されて成り、第１および第２ス
プール間には、両スプールの相対移動に応して油圧操作
部への制御油圧量を可変的に絞る可変絞り機構が設けら
れる。

（２）作　用 可変絞り機構により油圧操作部への制御油圧供給量が制
御され、制御の安定性および応答性をともに満足するこ
とができ、しかも第１および第２スプール間に可変絞り
機構が設けられるので微小制御も可能となる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図において、自動車の無段変速機Ｔは、エン
ジンＥにより駆動される入力軸１を有する定吐出量型油
圧ポンプ２と、車輪Ｗを駆動する出力軸３を有して該油
圧ポンプ２と同一軸線上に配設される可変容量型油圧モ
ータ４とが、油圧閉回路５を構成すべ（相互に接続され
て成る。

すなわち、前記油圧ポンプ２の吐出口および前記油圧モ
ータ４の入口間は、高圧油路５ｈにより相互に接続され
、前記油圧モータ４の出口および前記油圧ポンプ２の吸
入口間は低圧油路５Ｉｌにより相互に接続される。

前記油圧ポンプ２の吐出口および吸入口間、すなわち高
圧および低圧油路５ｈ、５Ｉ！には短絡路６が接続され
ており、この短絡路６の途中にクラッチ弁７が設けられ
る。

また入力軸１により駆動される補給ポンプ８の吐出口が
逆止弁９．１０を介して高圧および低圧油路５ｈ、５β
に接続され、油タンク１２から汲み上げられる作動油が
、不足分を補充すべく油圧閉回路５に供給される。さら
に補給ポンプ８の吸入および吐出口間にはリリーフ弁１
３が設けられる。

クラッチ弁７は、図示しない開閉制御装置により開閉制
御され、このクラッチ弁７の開度に応じて入力軸１およ
び出力軸３間の動力伝達が制御される。

変速比の制御は、一定容量を吐出する油圧ポンプ２に対
し、油圧モータ４の容量を油圧操作部としての油圧じリ
ンダ１９によって連続的に変化させることによって得ら
れる。たとえば油圧モータ４の容量を「大」側に変化さ
せると、変速比ｉは「大」側に変化し、油圧モータ４の
容量を「小」側に変化させると、変速ｉは「小」側に変
化する。

これにより車両のエンジンＥおよび車輪Ｗ間の無段変速
が得られる。

第２図において、油圧モータ４はたとえば可変容量型ア
キシャルピストンモータであり、出力軸３に連結された
シリンダブロック１５には、該出力軸３の回転軸線まわ
りに環状に配列された複数のピストン１６が摺合されて
おり、それらのピストン１６の往復行程を規定する変速
操作部材としての斜板１７が傾斜角θを可変にして配設
される。

また膨張行程にあるピストン１６に対応したシリンダ室
１８ａは高圧油路５ｈに連通され、収縮行程にあるピス
トン１６に対応したシリンダ室１８ｂは低圧油路５１に
連通される。

このような油圧モータ４は従来周知のものであり、定容
量型油圧ポンプ２から吐出される高圧油がシリンダ室１
８ａに吸入され、シリンダ室１８ｂから吐出される低圧
油が油圧ポンプ２に還流され、その間、膨張行程のピス
トン１６が斜板１７から受ける反動トルクにより、シリ
ンダブロック１５および出力軸３が回転駆動される。

ところで、油圧モータ４の容量は、ピストン１６のスト
ロークにより定まるので、斜板１７の傾斜角θを実線で
示す最大位置から鎖線で示す最小位置まで作動させるこ
とにより、変速比ｉを最小から最大まで無段階に制御す
ることができる。ここで、変速比Ｉは次式で示されるも
のである。

出力回転数　　　　　ポンプの容量 斜板１７の一端には揺動リンク２０の一端がビン２１を
介して連結されており、このリンク２０の他端が前記ビ
ン２１と平行なビン２２を介して油圧シリンダ１９に連
結される。

油圧シリンダ１９は、シリンダ体２３と、該シリンダ体
２３内に摺合されてシリンダ体２３内をヘッド室２４お
よびロッド室２５に区画するピストン２６と、該ピスト
ン２６に一体化されるとともにシリンダ体２３のロッド
室２５側の端壁を油密にかつ移動自在に貫通するピスト
ンロッド２７から成る。

ピストンロッド２７の先端に前記ビン２２を介して揺動
リンク２０の一端が連結されており、ピストン２６が最
大限右動すると、斜板１７の傾斜角θが最大となり、油
圧モータ４の容量が最大となって変速比ｉが最大となる
。またピストン２６が最大限左動すると、斜板１７の傾
斜角θが鎖線で示すように最小となり、油圧モータ４の
容量が最小となって変速比ｉが最小となる。

再び第１図において、油圧シリンダ１９のヘッド室２４
に連なる油路３０およびロッド室２５に連なる油路３１
と、油圧供給源としての補給ポンプ８に連なる供給油路
３２および油タンク１２に連なる解放油路３３との間に
は制御弁３５が介装される。この制御弁３５は、油路３
０，３１に連通ずるボー１−３６．３７、供給油路３２
に連通ずるポート３８、解放油路３３に連通ずるポート
３９．４０を備えるシリンダ体４１内に、第１スプール
４２が摺合されるとともに、その第１スプール４２内に
第２スプール４３が摺合されて成る。

第１スプール４２は、基本的に有底円筒状に形成されて
おり、その軸方向中央部外面には、ランド４４を挟んで
２つの環状溝４５．４６が形成される。ランド４４は、
ポート３８に対応して配置されており、環状溝４５．４
６はポート３６．３７にそれぞれ対応して配置される。

しかもランド４４には、ポート３８に連通し得る一対の
油路４７．４８が相互に間隔をあけて穿設され、環状溝
４５に開口する油路４９と、環状溝４６に開口する油路
５０とが第１スプール４２の内面にも開口してそれぞれ
穿設される。

第１スプール４２の開口端部には、閉塞部材５１が嵌合
されており、この閉塞部材５１とシリンダ体４１の左端
部に摺合された受は部材５２との間でシリンダ休４１内
に画成されたばね室５３にばばね５４が収容される。し
かも受は部材５２には、アクセルペダル１４の操作量に
応じて作（すＪずる押圧部材５５が当接される。またシ
リンダ体４１の右端と、第１スプール４２の閉塞端との
間に画成された油圧室５６には、ばね５７が収容される
。しかも前記ばね室５３は大気に解放されており、油圧
室５６はシリンダ体４１に設けたポート５８と、パイロ
ット油路５９とを介して第１油圧ガバナＧ１の出力ポー
トロ０に連通される。

第１油圧ガバナＧ１は、入力軸１の回転に応動するもの
であり、その入力ポートロ１は、補給ポンプ８に連なる
油路６２に接続される。これにより、第１油圧ガバナＧ
１の出力ポートロ０からはエンジンＥの回転数に比例し
たガバナ油圧ＰＩＨが出力され、油圧室５６に供給され
る。

このようにして第１スプール４２の左端には、運転者の
加、減速意志を示す指標としてのスロットル開度に比例
する第１制御力Ｆ１が作用し、右端にはエンジン回転数
に比例する第２制御力Ｆ２が作用する。先ず第１制御力
Ｆ１は、ばね５４のばね荷重であり、スロットル開度が
大となると押圧部材５５が第１スプール４２を右動させ
て第１制御力Ｆｌが大となり、スロットル開度が小とな
ると押圧部材５５が第１スプール４２を左動させて第１
制御力Ｆ１が小となる。また第２制御力Ｆ２は、Ｆ２＝
Ｆ２１＋Ｆ２２で表わされる。ここでＦ２１はばね５７
のばね荷重であり、Ｆ２２は第１スプール４２の右端面
積と第１油圧ガバナＧ１の吐出油圧Ｐｇとの積により得
られる油圧力である。

ここでＦ１＝Ｆ２であると、各ポート３６，３７．３８
間が遮断され、油圧シリンダ１９のピストン２６は任意
の位置で停止し、油圧モータ４も任意の容量で固定され
、変速比ｉが任意の値で固定される。またＦｌ＜Ｆ２で
あると、制御弁３５の第１スプール４２は左動し、ポー
ト３６．３８間が連通ずるとともにポート３７．４０間
が環状溝４６を介して連通ずる。これにより油圧シリン
ダ１９のピストン２６が左動し、油圧モータ４が容量「
小」側に作動して変速比ｉも「小」側となる。さらにＦ
ｌ＞Ｆ２であると、第１スプール４２は右動し、ポート
３７．３８間が連通ずるとともにポート３６．３９間が
環状溝４５を介して連通ずる。これにより油圧シリンダ
１９のピストン２６が右動し、油圧モータ４が容量「大
」側に作動して、変速比ｉも「大」側となる。

このような関係をまとめると、第１表で示すようになる
。

第　　１　　表 第２スプール４３は、第１スプール４２内に摺合される
ものであり、閉塞部材５１および第２スプール４３間に
は、ばね室５３に連通ずるばね室６５が画成され、この
ばね室６５内には第２スプール４３を右方に付勢するば
ね６６が収容される。

また第１スプール４２の右端と第２スプール４３の右端
との間には油圧室６７が画成されており、この油圧室６
７は、第２スプール４３に穿設された油路６８および環
状溝６９を介してシリンダ体４１のポート７０に常時連
通ずる。しかもボーＩ・７０は、パイロット油路７１を
介して第２油圧ガバナＧ２の出カポ−）・７２に接続さ
れる。

第２油圧ガバナＧ２は、出力軸３の回転に応動するもの
であり、その入力ポードア３は補給ポンプ８に連なる油
路７４に接続される。これにより第２油圧ガバナＧ２の
出力ポードア２からは制御信号として車速に比例したガ
バナ圧Ｐｖが出力され、油圧室６７に供給される。

したがって第２スプール４３の左端にばばね６６のばね
荷重である第３制御力Ｆ３が作用し、右端には車速に応
じた油圧力である第４制御力Ｆ４が作用することになり
、第２スプール４３はそれらの制御力Ｆ３．Ｆ４の差に
応じて相対移動する。

第２スプール４３の外面には、ランド７５を挟んで一対
の環状４７６．７７が設けられており、ポート３８．３
６を結ぶための油路、１．７，４９、ならびにボー）３
８．３７を結ぶための油路４８゜５０の内端が、環状溝
７６．７７との相対関係に応じて絞られる。すなわら油
路４７，４９問および油路４８．５０間の絞り開度を第
１スプール４２に対する第２スプール４３の相対位置変
化に応じて無段階に調節するための可変絞り機構７８゜
７９が、油路４７，４９；４８，５０および環状溝７６
．７７によってそれぞれ構成される。しかも第１スプー
ル４２に対する第２スプール４３の相対位置は車速に応
じて定まるものであり、車速に応じて油圧シリンダ１９
への制御油圧供給量が可変絞り機構７８．７９により無
段階に調節されることとなる。

ここでＦ１＝Ｆ２であるとき、すなわち第１スプール４
２が同一位置にあるときの各可変絞り機構７８．７９の
開度、油圧シリンダ１９への制御油圧供給量および変速
比変化割合ｄ　ｉ　／　ｄ　ｔの関係を示すと、第２表
のようになる。

第２表 次にこの実施例の作用について説明すると、第２表で示
したように、油圧シリンダ１９への制御油圧の供給量は
、車速が大となるに応じて「小」となり、それに応じて
変速比変化割合ｄ　ｉ　／　ｄ　ｔも小となる。すなわ
ち、第（５）式で示したゲインに′が車速か高速である
ときには小となり、車速が高速であるときには大となる
ので、エンジン回転数の変化Ｓす合ｄ　Ｎ　ｅ　／　ｄ
　ｔが車速に比例して変化することのない変速制御が得
られ、変速制御の安定性および応答性を両立させること
ができる。

しかも可変絞り機構７８．７９を、制御弁３５における
第１および第２スプール４２．４３間に設けたことによ
り、第３図で示すような制御油圧量制御特性が得られる
。すなわち車速パラメータα１．α２．α３．α４によ
る差が第１スプール４２のストロークの小さい範囲でも
あられれ、微小制御が可能となるものである。

本発明は、定吐出量型油圧ポンプ２と可変容量型油圧モ
ータ４との組合せの車両用無段変速機に限定されること
なく、たとえば可変容量型油圧ポンプと定吐出量型油圧
モータとの組合せから成る車両用無段変速機、あるいは
可変容量型油圧ポンプと可変容量型油圧モータとの組合
せから成る車両無段変速機に関連して実施することもで
きる。

油圧シリンダ１９の作動圧として、補給ボンブ８の吐出
圧に代えて、油圧閉回路５内の高油圧を作動圧として用
い、より大きな作動力を得るようにしてもよい。

スロットル開度もしくはアクセルペダルの踏み込み量を
検出するのに代えて、エンジン吸気管負圧や燃料供給槽
等の運転者加、減速意志を代表するものを検出するよう
にしてもよい。

さらに可変絞り機構は、ボー）２６．２９問およびポー
ト３７．４０間で第１および第２スプール４２．４３間
に配設するようにしてもよい。

Ｃ０発明の効果 以上のように本発明によれば、制御弁は、油圧操作部に
連なる２つのポートと、油圧供給源に連なるポートおよ
び油タンクに連なるポートとを有するシリンダ体内に、
各ポートの連通、遮断を切換えるべく第１および第２制
御力の差に応じて摺動する第１スプールが摺合され、第
１スプール内には、制御信号に応じた制御力の作用に応
して相対移動する第２スプールが摺合されて成り、第１
および第２スプール間には、両スプールの相対移動に応
じて油圧操作部への制御油圧量を可変的に絞る肯変絞り
機構が設けられるので、変速制御の安定性および応答性
をともに満足することができるとともに、微小制御を可
能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示すものであり、
第１図は全体油圧制御回路図、第２図は油圧モータと油
圧シリンダとの接続状態を示す概略図、第３図は制御弁
の制御油圧量制御特性図、第４図は可変絞りを制御弁と
は別に設けたときの制御油圧量制御特性図である。 ８・・・油圧供給源としての補給ポンプ、１７・・・変
速操作部材としての斜板、１９・・・油圧操作部として
の油圧シリンダ、３５・・・制御弁、３６〜４０・・・
ポート、４１・・・シリンダ体、４２・・・第１スプー
ル、４３・・・第２スプール、７８．７９・・・可変絞
り機構、Ｔ・・・無段変速機

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）無段変速機の変速操作部材に連動、連結されると
   ともに作動方向の切換により変速操作部材をその変速比
   の大、小方向に連続的に作動させ得る油圧操作部に、そ
   の作動方向を切換えるべく、運転者の加、減速意志を示
   す指標に対応した第１制御力とエンジン回転数に対応し
   た第２制御力との差に応じて制御油圧を切換えて出力す
   る制御弁が接続される車両用無段変速機の変速制御装置
   において、制御弁は、油圧操作部に連なる２つのポート
   と、油圧供給源に連なるポートおよび油タンクに連なる
   ポートとを有するシリンダ体内に、各ポートの連通、遮
   断を切換えるべく第１および第２制御力の差に応じて摺
   動する第１スプールが摺合され、第１スプール内には、
   制御信号に応じた制御力の作用に応じて相対移動する第
   ２スプールが摺合されて成り、第１および第２スプール
   間には、両スプールの相対移動に応じて油圧操作部への
   制御油圧量を可変的に絞る可変絞り機構が設けられるこ
   とを特徴とする車両用無段変速機の変速制御装置。
2. （２）前記制御信号は車速に応じた信号であり、前記可
   変絞り機構は、車速が大であるときに油圧操作部への制
   御油圧量を小とするとともに車速が小であるときに油圧
   操作部への制御油圧量を大とすべく構成されることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の車両用無段変
   速機の変速制御装置。