JPH01148631A - 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、急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か一定車速
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
ンバーク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、しかるに、伝
達容量を連続的に制御可能な摩擦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摩擦クラッチ
を即座に締結すると、クラッチ前後の比較的小さな相対
回転差でも大きなショックを伴う。

〔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
防止できる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
段変速機を走行レンジと同様の変速パターンにしたがっ
て変速制御するとともに、Ｎレンジから走行レンジへ切
り換わった時点における変速比が無段変速機の最大変速
比より大きい場合、クラッチの伝達容量をエンジン回転
数に応じて制御し、該時点における変速比が無段変速機
の最大変速比以下の場合、クラッチ前後の相対回転差又
は比に応じてクラッチを締結方向へ制御するものである
。

〔作用〕

即ち、Ｎレンジで走行している時には、走行レンジと同
様の変速制御を行うことにより、クラッチ前後の相対回
転差が減少する方向に制御され、再びＤレンジへ切り換
えた時のショックを解消できる。また、Ｎレンジにおい
ては、見掛は上の変速比が最大変速比より大きくなる場
合があり、この場合には再度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、クラッチの伝達容量をエンジン回転数に応じて変
化させ、半クラツチ状態に保持する。また、Ｄレンジへ
切り換わった時の変速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、クラッチを締結方向に制御し、変速制
御へ移行する。

なお、Ｎレンジから走行レンジへ切り換わった時点にお
ける変速比が無段変速機の最大変速比以下の場合に、ク
ラッチ前後の相対回転差が一定値以下の時にはクラッチ
を即座に締結してもショックがなく、かつ迅速に変速制
御へ移行でき、またクラッチ前後の相対回転差が一定値
以上の時にはクラッチを時間勾配をもって締結すれば、
クラッチ係合時のショックを低減できる。

〔実施例〕

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
ト式無段変速機の概略構造を示し、エンジンｌのクラン
ク軸２はフライホイール３およびダンパ機構４を介して
入力軸５に接続されている。

入力軸５の端部には外歯ギヤ６が固定されており、この
外歯ギヤ６は無段変速装Ｗ１０の駆動軸１１に固定され
た内歯ギヤ７と噛み合い、入力軸５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１０は駆動軸１１に設けた駆動側ブー言置
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
動側ブー１月２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の背後には変速比を
制御するための変速比制御用油室１６が設けられている
。一方、従動側プーリ１４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の背後にはトルク伝達に必要な推力
をＶベルト１５に与える負荷推力制御用油室１７が設け
られている。上記変速比制御用油室１６および負荷推力
制御用油室１７の油圧は、後述する変速制御弁４３およ
び負荷推力制御弁４５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とは湿式多板夕ラッチ
からなる発進クラッチ２０によって断続される０発進ク
ラッチ２０の油圧は後述する発進制御弁４７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３ｏのリングギヤ３１に噛み合い、動力を出力軸３
２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、ライン圧として変速制御弁４３
、負荷推力制御弁４５および発進制御弁４７に出力して
いる。変速制御弁４３、負荷推力制御弁４５および発進
制御弁４７は電子制御袋Ｗ６０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，
４６．４８を作動させ、ライン圧を調圧してそれぞれ油
室１６．１７と発進クラッチ２０とに制御油圧を出力し
ている。したがって゛、電子制御装置６０からソレノイ
ド４４，４６．４８への制御信号のみによって、無段変
速装置１０の変速比、ベルト張力および発進クラッチ２
０のトルク伝達容量を自在に制御できる。

なお、上記制御弁４３，４５．４７としては、例えば信
号油圧を発生する電磁弁と信号油圧に応じた油圧を出力
する油圧制御弁との組合せによって構成してもよく、あ
るいはりニヤソレノイド弁のような電磁弁単体で構成し
てもよい。いずれにしても、ソレノイド４４，４６．４
８に入力される信号に比例した油圧を出力できればよい
。

第２図は電子制御装置６０の構造図を示し、図中、６１
はエンジン回転数Ｎ＋−（入力軸５の回転数）を検出す
るセンサ、６２は車速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Ｎ６１１Ｌ　　
（発進クラッチ２０の入力回転数又は従動側ブー１月４
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
は変速制御用ソレノイド４４と負荷推力制御用ソレノイ
ド４６と発進制御用ソレノイド４８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（Ｒ
ＯＭ）　、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ＣＰ
Ｕ６Ｂ、ＲＯＭ６９、ＲＡＭ７０、出カイ７９　７エー
ス７Ｌ入カインターフエース６６及びＡ／Ｄｉ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
記変速制御用ソレノイド４４と負荷堆力制御用ソレノイ
ド４６と発進制御用ソレノイド４８とに制御信号として
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の保合特性を示し、発進制御用ソ
レノイド４８のデユーティ比がエンジン回転数の上昇に
伴って連続的に上昇するべく設定されている。なお、第
３図の縦軸は、発進制御弁４５の出力油圧と発進制御用
ソレノイド４６に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、デユーティ比に代えてクラッチ油
圧（伝達容量）としてもよい。

第３図において、低エンジン回転数Ｎ１から所定のクリ
ープトルクを発生するべく低デユーティ比が入力され、
アイドル回転数Ｎｔまでの間はデユーティ比の上昇勾配
が小さく、エンジン回転数の変動につれてクリープトル
クが大きく変動しないように制御している。アイドル回
転数Ｎ２を越えるとデユーティ比が大きな勾配で上昇し
、エンジン回転数が所定回転数Ｎ、まで上昇すると、デ
ユーティ比が１００％となり、発進クラッチ２０は締結
される。なお、エンジン回転数が回転数Ｎ、に到達しな
くても、発進クラッチ２０の入出力回転数の差が所定値
以下になれば、即座に締結してもショックがなくかつ発
進制御を短時間で締結できる。

そこで、第３図Ｅ点において発進クラッチ２０前後の相
対回転差が所定値以下になった場合には、保合特性に関
係なく破線で示すようにデユーティ比を１００％まで上
昇させ、発進クラッチ２０を完全締結する。

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をＯＦＦ　（デユーティ比＝０％
）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ているので、発進
クラッチ２０は常時遮断されている。

一作動の説明− 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レンジへ切り換えた場合の制御を第４図
を参照して説明する。

まず、Ｄレンジで走行している時には、発進クラッチ２
０が締結され、無段変速装置１０は実際のエンジン回転
数Ｎｉがスロットル開度θと車速Ｖとに応じて決定され
る目標エンジン回転数へ近づくように変速制御される。

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は無負荷状態で空転する。

一般の無段変速機では、Ｎレンジで走行している間、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
路面の傾斜等によって変動し、無段変速袋ｆｆ１ｌＯは
設定プログラムに沿って所定の変速比へ制御される。こ
のようにＮレンジではエンジン回転数Ｎ！Ｍと、クラッ
チ入力回転数Ｎ０□と、車速Ｖとが独自に変化するので
、発進クラッチ２０前後に相対回転差が生じ、再度Ｄレ
ンジへ切り換えた時、発進クラッチ２０を即座に締結す
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。

本発明ではこのような問題を解決するため、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を走行レンジ、例えばＤレ
ンジと同様の変速パターンにしたがって変速制御するこ
とであり、第２の制御はＤレンジへ再び切り換えた時の
変速比（Ｎ！−／Ｖ）が最大変速比１１１１１ｇより大
きい（第４図ＡｆＪ域）か否かによって、発進クラッチ
２０の締結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レンジで走行してい
る間もＤレンジと同様に、スロットル開度と車速とから
目標エンジン回転数を決定し、実際のエンジン回転数と
目標エンジン回転数との偏差に応じた制御信号（デユー
ティ比）を変速制御用ソレノイド４４に出力する。また
、スロットル開度とエンジン回転数とからエンジン発生
トルクを推定し、このエンジン発生トルクに応じた負荷
推力を発生するべく負荷推力制御用ソレノイド４６に制
御信号（デユーティ比）を出力する。このように、Ｄレ
ンジと同様の変速パターンにしたがって無段変速装置１
０を制御するため、発進クラッチ２０が遮断されていて
も、発進クラッチ２０前後の相対回転差を縮小できる。

第２の制御について説明すると、Ｄレンジへ切り換えた
直後の変速比が第４図領域Ａ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、エンジン
回転数に対応したデユーティ比を発進時の保合特性図（
第３図）から読み出して発進制御用ソレノイド４８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、Ｄレンジへ切り換えた直後の変速比が第４図領域
ＢまたはＣにある場合には、その時点の発進クラッチ２
０の前後の回転比（Ｎ−、、Ｌ　／ａＶ）に応じたデユ
ーティ比を切換時の係合特性図（第５図）から読み出し
、発進制御用ソレノイド４８に出力する。なお、ａ値は
、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。第５図に示す保合特性図は、回転比
（Ｎ、□／ａＶ）が１近傍（具体的には０．８〜１．２
）においてはデユーティ比が１００％であり、回転比が
１から遠ざかるにつれてデユーティ比が低下するように
設定されている。つまり、０．８　＜Ｎ、ｕｔ／ａＶ　
＜１．２の時には、発進制御用ソレノイド４日をＯＮし
て発進クラッチ２０を即座に締結する。０．８≧Ｎｏｕ
Ｌ／ａＶまたはＮ。ｕｔ　／ａＶ≧１．２の時には、第
５図から読み出したデユーティ比を発進制御用ソレノイ
ド４８に出力し、時間勾配をもってデユーティ比を１０
０％まで上昇させ、発進クラッチ２０を徐々に締結する
。なお、デユーティ比の時間勾配を一定値としてもよい
が、回転比（Ｎ、、ｕｔ／ａｖ）に応して可変としても
よい。

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、まずレンジの判別を行い（ステ
ップＳ、）、Ｐ、　Ｒレンジであれば本発明制御とは無
関係であるため、それぞれＰ処理（同Ｓｔ）、Ｒ処理（
同Ｓｓ）を実行する。

Ｎレンジの場合には、発進制御用ソレノイド４８をＯＦ
Ｆするとともに、変速制御用ソレノイド４４にＤレンジ
の目標エンジン回転数Ｎ、と実際のエンジン回転数Ｎ！
、ｌとの偏差に応じたデユーティ比を出力し、かつ負荷
推力制御用ソレノイド４６にエンジン発生トルクに応じ
たデユーティ比を出力する（同Ｓ４）、つまり、Ｄレン
ジと同様の変速パターンによって無段変速装置１０を制
御する。

Ｄレンジの場合には、まず変速比（Ｎ＋−／Ｖ）を最大
変速比ｉ□８と比較する（同Ｓ　ＳＬ　　Ｌａｗ＜Ｎ、
１１／Ｖの場合、即ち第４図の領域Ａに位置している場
合には、発進制御用ソレノイド４日にエンジン回転数Ｎ
、、ｌに対応したデユーティ比を出力するとともに、変
速制御用ソレノイド４４を０ＦＦＬ、負荷推力制御用ソ
レノイド４６にエンジン発生トルクに応じたデユーティ
比を出力し、最大変速比に保持する（同３６）。一方、
ｉい□≧Ｎ、、／Ｖの場合、即ち第４図の領域Ａ以外の
場合には、続いて発進クラッチ２０の前後の回転比（Ｎ
０ｕｔ　／ａＶ　）を０．８および１．２と比較する（
同Ｓ？）、０．８＜Ｎ−−Ｌ　／ａＶ　＜１．２の場合
には発進制御用ソレノイド４８をＯＮＬ、変速制御を行
うべく変速制御用ソレノイド４４および負荷推力制御用
ソレノイド４６にデエーティ信号を出力する（同Ｓｓ　
）　、　０．８≧Ｎ。□／ａＶまたはＮ、□／ａＶ≧１
．２の場合には、第５図から読み出したデユーティ比を
発進制御用ソレノイド４８に出力し、時間勾配をもって
デユーティ比を１００％まで上昇させるとともに、変速
制御を行うべく変速制御用ソレノイド４４および負荷推
力制御用ソレノイド４６にデエーティ信号を出力する（
同Ｓ、）。

なお、上記実施例では発進クラッチ２０を無段変速装置
ｌＯと出力軸３２との間に設けたが、無段変速装置１０
とエンジン１との間に設けてもよい。

また、本発明におけるクラッチとしては、実施例のよう
な油圧クラッチに限らず、乾式クラッチや電磁クラッチ
なども使用できる。

〔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、無段変速機を走行レンジと同様の変
速パターンにしたがって制御するので、クラッチ前後の
相対回転差を縮小でき、再びＤレンジへ切り換えた時の
クラッチ係合シ式ツクやエンジンブレーキシラツクを軽
減できる。

また、Ｎレンジから走行レンジへの切換時点における変
速比が無段変速機の最大変速比より大きい場合には、ク
ラッチの伝達容量をエンジン回転数に応じて制御し、そ
れ以外の場合にはクラッチを締結方向へ制御するので、
エンジンストールを起こさずに円滑に変速制御に移行で
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
進時における発進クラッチの係合特性図、第４図は変速
線図、第５図はＮレンジからＤレンジへの切換時におけ
る発進クラッチの保合特性図、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、ｌＯ・・・無段変速装置、２０・・
・発進クラッチ、４３・・・変速制御弁、４４・・・変
速制御用ソレノイド、４５・・・負荷推力制御弁、４６
・・・負荷推力制御用ソレノイド、４７・・・発進制御
弁、４８・・・発進制御用ソレノイド、６０・・・電子
制御装置。 第１図 第２図 ニジじシ＠転秋 奉還 ｖ 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、無段変速機を走行レンジと同様の変
   速パターンにしたがって変速制御するとともに、Ｎレン
   ジから走行レンジへ切り換わった時点における変速比が
   無段変速機の最大変速比より大きい場合、クラッチの伝
   達容量をエンジン回転数に応じて制御し、該時点におけ
   る変速比が無段変速機の最大変速比以下の場合、クラッ
   チ前後の相対回転差又は比に応じて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
   ける変速比が無段変速機の最大変速比以下の場合、クラ
   ッチ前後の相対回転差が一定値以下の時にはクラッチを
   即座に締結し、クラッチ前後の相対回転差が一定値以上
   の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。