JPH02120555A - ベルト式無段変速機のライン圧制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はベルト式無段変速機のライン圧制御装置に関し
、特にベルトの滑りを抑制して動力伝達効率を高めるよ
うライン圧を適正値に制御する場合の改良に関する。

（従来の技術） 従来より、この種のベルト式無段変速機のライン圧制御
装置として、例えば特開昭５８−８８２５２号公報に開
示されるものがある。このものは、エンジンに連結され
るプライマリ軸に釘効半径が可変調整可能な駆動側プー
リを備えると共に、車輪に連結されるセカンダリ軸に同
様な従動側プーリを備え、該両プーリ間にベルトを巻掛
けてベルト式無段変速機を構成している。面して、動力
の伝達を効率良く行うべくベルトの張力を適宜制御する
こととし、ベルトの張力は車輪の駆動力に比例すること
が望ましい観点から、このベルトの張力を制御するライ
ン圧の圧力値を、その時のエンジントルクと減速比とに
基いて設定するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の如くライン圧を設定する場合
には、変速時に減速比が変化すると、ライン圧が変化し
て、プーリの有効半径の拡大速度又は縮小速度に変化が
生じる。このため、ベルト式無段変速機でも、以下の構
成を取るものでは下記の欠点が生じる。つまり、ライン
圧の給排でもって駆動側プーリの油圧室に作用する油圧
値を制御して変速比を制御すると共に、従動側プーリの
油圧室にライン圧を供給してベルトの張力を調整する形
式の無段変速機では、シフトダウン時に駆動側プーリの
有効半径の縮小に伴い従動側プーリの有効半径は拡大す
るが、ライン圧が減速比の増大変化に伴って徐々に増大
するため、従動側プーリの有効半径の拡大速度が遅くて
、変速時間が長くなり、変速応答性が低い欠点が生じる
。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、変速時にはライン圧を可及的に高く設定すること
により、シフトダウン時での従動側プーリの有効半径の
拡大速度を早めて、変速応答性の向上を図るこにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明では、上記の如き形式
のベルト式無段変速機において、シフトダウン時には、
その時の駆動側プーリの入力トルクと目は変速比（シフ
トダウン終了時に相当する変速比）とに基いてライン圧
を設定することとする。その場合、実変速比が小さくな
るシフトアップ時にも目標変速比に基いて設定すると、
ライン圧が急低下して、従動側プーリの有効半径が短時
間で縮小して駆動側プーリの有効半径の拡大速度よりも
早くなり、ベルトの滑りが生じる懸念がある。そこで、
シフトアップ時には従来通り実変速比に基いて設定する
こととする。

つまり、本発明の具体的な解決手段は、第１図に示す如
く、エンジン１に連結されるプライマリ軸５ａに設けら
れ有効半径が可変調整可能な駆動側プーリ１０と、車輪
に連結されるセカンダリ軸５ｂに設けられ有効半径が可
変調整可能な従動側プーリ１１とを有し、該両プーリ１
０，１１間にベルト１２を巻掛けて成るベルト式無段変
速機を対象とする。そして、上記駆動側プーリ１０の油
圧室１０ｃへのライン圧の給排を制御して変速比を制御
する変速比制御手段２３を備え、また上記従動側プーリ
１１の油圧室１１ｃにライン圧を供給して上記ベルト１
２の張力を調整するよう構成されたものを前提として、
上記駆動側プーリ１０の入力トルクを検出する入力トル
ク検出手段４０と、エンジン負荷を検出する負荷検出手
段３１と、該負荷検出手段３１で検出するエンジン負荷
に対応する目標変速比を算出する目標変速比算出手段４
１と、実際の変速比を算出する実変速比算出手段４２と
、変速方向を検出する変速方向検出手段４３とを設ける
。更に、上記各検出手段及び算出手段３１．４０〜４３
の出力を受け、上記変速比制御手段２３及び従動側プー
リ１１の油圧室１１ｃＩ、：供給するライン圧の圧力値
を、シフトダウン時には入力トルク及び目標変速比に基
いて制御し、シフトアップ時には入力トルク及び実変速
比に基いて制御するライン圧制御手段４４とを設ける構
成としている。

（作用） 以上の構成により、本発明では、シフトダウン時には、
駆動側プーリ１０の有効半径が縮小すると共に、従動側
プーリ１１の有効半径か拡大して、変速比が漸次大きく
なる。その際、ライン圧はその時の入力トルクと目標変
速比とに基いて設定され、この目標変速比はシフトダウ
ン時での過渡的な変速比に対して最も大値であるので、
ライン圧も最大限度に高くなる。その結果、駆動側プー
リ１０の有効半径の縮小動作とともに、従動側ブリ１１
の有効半径の拡大動作が短時間で素早く行われて、シフ
トダウン時での変速応答性が向上する。

また、シフトアップ時には、駆動側プーリ１０の有効半
径が拡大し、従動側プーリ１１の有効半径が縮小して、
変速比が漸次小さくなる。その際、ライン圧はその時の
入力トルクとその時の変速比とに基いて設定され、その
時の実変速比はシフトアップ終了時の変速比（目標変速
比）に対して大値であるので、ライン圧も最大限度に高
い。その結果、従動側プーリ１１の有効半径の縮小動作
が駆動側プーリ１０の有効半径の拡大動作と相俟って緩
かに行われて、その唐突な縮小動作が防止されるので、
ベルト１２は滑らず、適正な張力でもって回転し、動力
を効率良く伝達する。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係るベルト式無段変速機
のライン圧制御装置によれば、ライン圧の圧力値の設定
につき、その設定時の入力トルクと共に、シフトダウン
時には目標変速比に基づき、シフトアップ時にはその時
の実変速比に基いて、ライン圧の圧力値を可及的に高く
設定したので、シフトダウン時には張力調整用の従動側
プーリの有効半径の拡大動作を素早く行って、変速応答
性の向上を図ることができると共に、シフトアップ時に
は従動側プーリの有効半径の唐突な縮小動作を防止して
ベルトの滑りを抑制でき、動力伝達効率の向上を図るこ
とができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基いて説明
する。

第２図において、１はエンジン、２は該エンジンの出力
軸１ａに連結されたロックアツプ機構３付きのトルクコ
ンバータ、４は該トルクコンバータ２の出力軸２ａに連
結され、動力伝達経路を前進状態と後退状態とに切換え
る前進−後進切換機構である。また、５はベルト式無段
変速機であって、その入力軸（プライマリ軸）５ａは上
記前進−後進切換機構４に連結されていると共に、出力
軸（セン力ダリ軸）５ｂは減速機構６及び差動機構７を
介して駆動輪（図示せず）に連結されている。

上記ベルト式無段変速機５は、上記前進−後進切換機構
４を介してエンジン１に連結された入力軸くプライマリ
軸）５ａの後端部に駆動側プーリ１０が設けられている
と共に、減速機構６等を介して駆動輪に連結された出力
軸（セン力ダリ軸）５ｂの前端部には従動側プーリ１１
が設けられている。また、上記駆動側プーリ１０と従動
側プーリ１１との間にはベルト１２が巻き掛けられてい
る。

上記駆動側プーリ１０は、プライマリ軸５ａに一体形成
された固定円錐板１０ａと、該固定円錐板１０ａに対向
して上記プライマリ軸５ａ上に進退自在に設けられた可
動円錐板１０ｂとを備えると共に、可動円錐板１０ｂの
背部には油圧室１０Ｃが形成されていて、該油圧室１０
ｃへのライン圧の供給及び排出により可動円錐板１０ｂ
を固定円錐板１０ａに対して進退移動させて、その有効
半径を可変、Ｌ！Ｊ整し、油圧室１０ｃに作用する油圧
値が大値はど有効半径を大きくするようにしている。

同様に、従動側プーリ１１は、セカンダリ軸５１）に一
体形成された固定円錐板１１ａと、該固定円錐板１１ａ
に対向してセカンダリ輔５ｂ上に進退自在に設けられた
可動円錐板１１ｂと、該可動円錐板１１ｂの背部に形成
された油圧室１１ｃとを備えており、該油圧室１１ｃに
作用するライン圧の圧力値により可動円錐板１１ｂを適
宜セカンダリ軸５ｂ上で進退移動させて従動側プーリ１
１の有効半径を可変調整し、ライン圧が大値はどその有
効半径を大きくする。而して、該従動側プーリ１１は、
その有効半径が上記駆動側プーリ１０の有効半径の大小
変化とは逆方向に変化して、ベルト１２の張力を一定に
保持する機能を有する。

そして、駆動側プーリ１０の有効半径と従動側プーリ１
１の有効半径との比により、プライマリ軸５ａとセカン
ダリ軸５ｂとの間の変速比が決定される。

次に、上記駆動側プーリ１０及び従動側プーリ１１の各
の油圧室１０ｃ、ｌｌｅに作用させる油圧の圧力制御の
回路構成を第３図に示す。同図において、２０はエンジ
ンにより駆動される油ポンプ、２１は油ポンプ２０から
供給される油の圧力値をデユーティ電磁弁５ＯＬＩのデ
ユーティ率に応じた圧力値（ライン圧）に調整するライ
ン圧調整弁であって、該ライン圧調整弁２１で調整した
ライン圧は上記従動側プーリ１１の油圧室ｌｉｅに供給
される。

また、２２は駆動側プーリ１０の油圧室１０ｅに供給す
る油圧値を制御する変速比制御弁であって、該変速比制
御弁２２には上記ライン圧調整弁２１からのライン圧が
導入されている。而して、変速比制御弁２２はデユーテ
ィ電磁弁５ＯＬ２を有し、該デユーティ電磁弁５ＱＬ２
のデユーティ制御に応じてライン圧を駆動側プーリ１０
の油圧室１０ｅに供給したり、その供給したライン圧を
排出すること（給排）を小刻みに繰返すことにより、駆
動側プーリ１０の油圧室１０ｅに作用させる圧力値をデ
ユーティ率に応した圧力値に制御する機能を有する。而
して、上記デユーティ電磁弁５ＯＬ２のデユティ率（ラ
イン圧のタンクへの開放率）は以下の如く決定される。

即ち、第６図に示す如く、予めレンジ位置毎に車速及び
及びスロットル弁開度に応じて設定した目標プライマリ
回転数マツプが記憶され、このマツプに基いて現在の車
速及びスロットル弁開度に対応した目標プライマリ回転
数を算出した後、この目標回転数と実際のプライマリ回
転数との偏差から目標変速比を算出し、次いでこの目標
変速比に対応した駆動側プーリ１０の有効半径になるよ
うその油圧室１０ｃに作用ずべき油圧値を算用し、この
油圧値になるようデユーティ電磁弁５ＯＬ２のデユーテ
ィ率が算出される。従って、上記変速比制御弁２２及び
デユーティ電磁弁５ＱＬ２により、駆動側プーリ１０の
油圧室１０ｃへのライン圧の給排を制御して変速比を制
御するようにした変速比制御手段２３を構成している（
尚、ライン圧調整弁２１及び変速比制御弁２２を含む油
圧制御回路の詳細については、例えば特願昭６３−１２
３２７３号明細書及び図面を参照）。

面して、第３図において、２５は」二足２個のデユーテ
ィ電磁弁ＳＱＬ：１　、　ＳＯｌ、２をデユーティ制御
するＣＰＵ等を内蔵した制御ユニットである。また、３
０はセレクトレバーで選択したレンジ位置（Ｄ。

１．２．Ｒ，Ｎ、Ｐ）を検出するレンジ位置センサ、３
１はスロットル弁の開度によりエンジン負荷を検出する
スロットル弁開度センサ（負荷検出手段）、３２はプラ
イマリ輔５ａの回転数を検出するプライマリ回転数セン
サ、３３はセカンダリ軸５ｂの回転数を検出するセカン
ダリ回転数センサ、３４はエンジン回転数を検出するエ
ンジン回転数センサ、３５はトルクコンバータ２のター
ビン回転数を検出するタービン回転数センサである。

而して、上記各センサの出力は制御ユニット２５に入力
されて、ベルト式無段変速機５の変速比及びそのベルト
１２の張力制御に共される。

次に、上記制御ユニット２５の内部構成の主要部を第４
図に示す。同図において、２５ａは現在の実変速比ＨＨ
を算出する実変速比算出部、２５ｂは変速時の目標変速
比（変速終了時の変速比）ＨＯを算出する目標変速比算
出部、２５ｃはエンジントルクＴＥを算出するエンジン
トルク算出部、２５ｄはトルクコンバータ２のトルク比
Ｈ丁を算出するトルク比算出部である。また、２５ｅは
変速方向を判定する変速方向判定部、２５Ｆはシフトダ
ウン時とシフトアップ時とでライン圧の設定に供する変
速比を実変速比ＨＨと目標変速比ＨＯとから選択するラ
イン圧設定用変速比決定部、２５ｇは入力トルクＴＴを
算出する入力トルク算出部である。更に、２５ｈはライ
ン圧調整弁２１で調整すべきライン圧の圧力値Ｐを設定
するライン圧設定部、２５１は設定したライン圧Ｐにす
べきデユーティ電磁弁５ＯＬＩのデユーティ率りを設定
するデユーティ率設定部であって、該設定部２５ｉから
のデユーティ率り信号はデユーティ電磁弁５ＯＬ１に出
力される。

上記制御ユニット２５の内部構成の具体的な動作を第５
図の制御フローに基いて説明する。

スタートして、ステップＳｔでレンジ位置センサ３０か
らのレンジ位置信号を読込んだ後、ステツブＳ２でその
レンジ位置がＰ（駐車）又はＮにュートラル）の場合に
は、ステップＳ３で無段変速機５の入力トルクＴＴ＠Ｔ
ｒ　−０に設定してステップＳＩＯに進む。

一方、レンジ位置がり、　　１．、　２．　Ｈの走行位
置の場合には、ステップＳ４でエンジン回転数センサ３
４のエンジン回転数Ｎｅ信号と、スロットル弁開度セン
サ３１のスロットル弁開度ＴＶＯ信号とを読込んだ後、
ステップＳ５でこれら信号Ｎｅ。

ＴＶＯに基いて第７図に示す特性図からエンジンの出力
トルクＴＥを算出する。更に、ステップＳ６でプライマ
リ回転数センサ３２のプライマリ軸回転数Ｎｐ信号を読
込んで、ステップＳ７でこのプライマリ軸回転数Ｎｐと
エンジン回転数Ｎｅとに基イテトルクコンバータ２の速
度比Ｈｓ　　＜−Ｎｐ／Ｎｅ）を算出して、ステップＳ
８でこの速度比Ｈ６に基いて第８図に示すトルクコンバ
ータ２の速度比−トルク比特性からトルク比ＨＴを算出
する。

そして、ステップＳ９で上記で算出したエンジンの出力
トルクＴＥ及びトルク比ＨＴに基いて無段変速機５の入
力トルクＴＴ　（＝ＴＥＸＨＴ）を算出する。

続いて、ステップＳＩＧでセカンダリ回転数センサ３３
のセカンダリ軸回転数Ｎｓと、プライマリ軸回転数ＮＰ
信号とを読込んで、ステップＳｎでこの両信号ＮＳ、Ｎ
ｐに基いて無段変速機５の実変速比ＨＨ（−Ｎｓ／　Ｎ
ｐ）を算出する。そして、その後は、ステップＳ１２で
上記実変速比ＨＨの変化に基いて変速方向を判別するこ
ととして、シフトアップ時か否かを判別し、実変速比Ｈ
Ｈの減少変化中のシフトアップ時には、実変速比ＨＨに
基いてライン圧を設定すべく直ちにステップＳ１４に進
む。一方、実変速比Ｈ１−１の増大変化中のシフトダウ
ン時には、ステップＳ１３でそのスロットル弁開度ＴＶ
Ｏとセカンダリ軸回転数ＮＳとに基いて目標変速比（シ
フトダウン終了時の変速比）Ｈｏを算出してステップＳ
Ｉ４に進む。

而して、その後は、ステップＳ１４で無段変速機５の従
動側プーリ１１の油圧室１１ｃに作用させる目標セカン
ダリ圧を変速比と入力トルクとから、第９図に示す特性
に基いて算出する。ここに、シフトダウン時にはその時
の駆動側プーリ１０の入力トルクＴＴと目標変速比ＨＯ
とに基いて算出し、シフトアップ時にはその時の入力ト
ル７１丁と実変速比ＨＨとに基いて算出する。しかる後
、ステップＳＩ５で目標セカンダリ圧に等しい圧力値Ｐ
のライン圧を生成することを決定して、ステップＳ１６
でこのライン圧Ｐに対応するデユーティ電磁弁５ＯＬＩ
に対するデユーティ率りを算出、設定して、ステップＳ
＋７でこのデユーティ率り信号を制御信号としてデユー
ティ電磁弁５ＯＬＩに出力して、終了する。

よって、上記第５図の制御フローにおいて、ステップＳ
９により、エンジンの出力トルクＴＥ及びトルク比ＨＴ
に基いて駆動側プーリ１０の入力トルクＴＴを検出する
入力トルク検出手段４０を構成している。また、ステッ
プＳ１３により、セカンダリ軸回転数ＮＳと共にスロッ
トル弁開度ＴＶＯ（エンジン負荷〉に対応する目標変速
比ＮＯを算出する目標変速比算出手段４１を構成してい
ると共に、ステップＳ１１により、プライマリ軸回転数
ＮＰ及びセカンダリ軸回転数Ｎｓに基いて実際の変速比
ＨＨを算出する実変速比算出手段４２を構成している。

更に、ステップＳＩ２により、実変速比Ｈ日の変化方向
でもって変速方向を検出する変速方向検出手段４３を構
成している。加えて、ステップＳ１４及びＳＯ５により
、上記各検出手段及び算出手段３１．４０〜４３の出力
を受け、変速比制御手段２３（詳しくは変速比制御弁２
２）及び従動側プーリ１１の油圧室１１ｅに供給するラ
イン圧の圧力値を、シフトダウン時には入力トルクＴＴ
及び目標変速比ＨＯに基いて制御し、シフトアップ時に
は入力トルクＴＴ及び実変速比ＨＨに基いて制御するよ
うにしたライン圧制御手段４４を構成している。

したがって、上記実施例においては、実変速比ＨＨが大
きくなるシフトダウン時には、デユーティ電磁弁ＳＯ１
，２のデュ・−ティ率が大値になって駆動側プーリ１０
の油圧室１０ｃに作用する油圧値が減少し、駆動側プー
リ１０の有効半径が縮小する。

また、これに伴い従動側プーリ１１では、その油圧室１
１ｃに作用するセカンダリ圧（ライン圧）でもって有効
半径が拡大して、ベルト１２の張力を所期値に保持する
。

その際、目標セカンダリ圧、つまり目標ライン圧の圧力
値Ｐは、その時の入力トルクＴＴと目標変速比ＨＯとに
基いて算出されるので、その目標変速比ＨＯが過渡的な
実変速比Ｉ（＋−＋よりも大きい分、目標ライン圧の圧
力値Ｐも大きい。その結果、ライン圧調整弁２１で調整
されるライン圧はこのシフトダウン時に取りｉする最大
値（上記目標ライン圧）になって、従動側プーリ１１の
有効半径が素早く拡大し、駆動側プーリ１０の有効半径
の縮小に良好に対応するので、シフトダウン時の変速比
を素早く目標変速比にでき、その変速応答性の向上を図
ることができる。

また、実変速比ＨＨが小さくなるシフトアップ時には、
デユーティ電磁弁５ＱＬ２により駆動側プーリ１０の油
圧室１０ｃに作用する油圧値が増大制御されて駆動側プ
ーリ１０の１４効半径か拡大すると共に、従動側プーリ
１１では、その油圧室１１Ｃのライン圧が減少して有効
半径が逆に縮小し、ベルト１２の張力を所期値に保持す
る。

その際、従動側プーリ１１の油圧室ｌｉｅのライン圧は
実変速比Ｈ，の低下に伴い減少するものの、その圧力値
が、その時の入力トルクＴＴとその時の実変速比ＨＨに
基いて算出されるので、この実変速比ＨＨを目標変速比
ＨＯとする場合に比べてライン圧の圧力値Ｐは可及的に
大きく調整される。その結果、従動側プーリ１１の有効
半径の縮小は駆動側プーリ１０の有効半径の拡大に良好
に対応して、唐突に縮小しないので、ベルト１２の滑り
が有効に抑制ないし防Ｉトされて、動力は損失少なく駆
動輪に良好に伝達される。

よって、シフトダウン時での変速応答性を向上できると
共に、シフトアップ時でのベルト１２の滑りを抑制して
動力伝達を効率良（行うことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図ないし第９図は本発明の実施例を示し、第２図は
全体概略構成図、第３図は変速比制御の油圧及び電気回
路図、第４図は制御ユニットの内部構成を示すブロック
図、第５図は変速比制御のフローチャート図、第６図は
車速及びスロットル弁開度に対する目標プライマリ回転
数特性を示す図、第７図はエンジン回転数及びスロット
ル弁開度に対するエンジンの出力特性を示す図、第８図
はトルクコンバータの速度比−トルク比特性を示す図、
第９図は変速比及び入力トルクに対する目標セカンダリ
圧特性を示す図である。 １・・・エンジン、５・・・ベルト式無段変速機、５ａ
・・・プライマリ軸、５ｂ・・・セカンダリ軸、１０・
・・駆動側プーリ、１０ｃ・・・油圧室、１１・・・従
動側プーリ、１１ｃ・・・油圧室、１２・・・ベルト、
２１・・・ライン圧調整弁、２２・・・変速比制御弁、
５ＯＬＩ、　５ＱＬ２・・・デユーティ電磁弁、２３・
・・変速比制御手段、２５・・・制御ユニット、３１・
・・スロットル弁開度センサ（負荷検出手段）、４０・
・・入力トルク検出手段、４１・・・目標変速比算出手
段、４２・・・実変速比算出手段、４３・・・変速方向
検出手段、４４・・ライン圧制御手段。 ほか２名 閲速ｒし 第 図 エンシンロ転敏ＮＥ 第 図 Ｓ 遭、賓１ごＨｓ 第８ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンに連結されるプライマリ軸に設けられ有
   効半径が可変調整可能な駆動側プーリと、車輪に連結さ
   れるセカンダリ軸に設けられ有効半径が可変調整可能な
   従動側プーリとを有し、該両プーリ間にベルトを巻掛け
   て成るベルト式無段変速機において、上記駆動側プーリ
   の油圧室へのライン圧の給排を制御して変速比を制御す
   る変速比制御手段を備え、また上記従動側プーリの油圧
   室にライン圧を供給して上記ベルトの張力を調整するよ
   う構成されていると共に、上記駆動側プーリの入力トル
   クを検出する入力トルク検出手段と、エンジン負荷を検
   出する負荷検出手段と、該負荷検出手段で検出するエン
   ジン負荷に対応する目標変速比を算出する目標変速比算
   出手段と、実際の変速比を算出する実変速比算出手段と
   、変速方向を検出する変速方向検出手段と、上記各検出
   手段及び算出手段の出力を受け、上記変速比制御手段及
   び従動側プーリの油圧室に供給するライン圧の圧力値を
   、シフトダウン時には入力トルク及び目標変速比に基い
   て制御し、シフトアップ時には入力トルク及び実変速比
   に基いて制御するライン圧制御手段とを備えたことを特
   徴とするベルト式無段変速機のライン圧制御装置。