JPH0320617B2 - - Google Patents

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JPH0320617B2
JPH0320617B2 JP56083692A JP8369281A JPH0320617B2 JP H0320617 B2 JPH0320617 B2 JP H0320617B2 JP 56083692 A JP56083692 A JP 56083692A JP 8369281 A JP8369281 A JP 8369281A JP H0320617 B2 JPH0320617 B2 JP H0320617B2
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JP
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operating
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JP56083692A
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Uiriamu Robaato Sutabusu Piitaa
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BL Technology Ltd
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BL Technology Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は自動的に変速比を変える自動変速機の
変速方法にかかわり、変速位置付近すなわち高速
又は低速への動作形態を変更する付近での制御方
法に関する。
（従来の技術） 連続可変比変速機（CVT）をその用途に適し
たように自然な変速を行なわせるために、複数の
動作モード又は動作形態を用いることはすでに知
られている。英国特許第1078791号及び第1525861
号にはそのような技術が開示されている。
変速機による動力伝達はいくつかのクラツチ、
ブレーキで制御され、どのクラツチ又はブレーキ
が選択されたかによつて動作形態が決定されるよ
うになつている。
その変速機において、二つの動作形態の間を
「同期」的に変速するものもすでに知られている。
この同期的変速とは変速点において変速機の変速
比を変更しないことを意味する。そのため、同期
比（変速点）においては双方の動作形態の変速比
が同じになつていなければならない。この同期的
動作形態変速の利点は、速度、したがつて変速機
の回転する部材のモーメントが変化することなく
変速できることである。その結果、衝撃すなわち
急激な動きなしで動作形態の変更を行なうことが
できる。
上記した動作形態の変更を起さなければならな
い比は変速機によつて定められている。変速比そ
れ自体が制御システムによつて設定されるものに
適用する場合、その比がどのようなものであつて
も、適切な動作形態にその制御システムで選択
し、要求された比を得ることはきわめて容易であ
る。
使用情況によつては、同期比付近で少し変動す
る程度の負荷のもとで動作することを要求される
ことがある。これは理論的には同期比のちようど
上又は下で使用することを意味する。制御システ
ムがこれを避けないかぎり、動作形態の高又は低
へのふらつき（hunting）が生じ、クラツチやブ
レーキの動作を繰り返すことによるエネルギーの
無駄が発生する。
従来、制御システムは、同期点近くでの動作形
態間の上記ふらつきを避けるため加速するときと
減速するときとで変速点を変える、いわゆる「ヒ
ステリシス」を持たせるようにしていたのは周知
の通りである。
しかしながら、このヒステリシスを持たせるこ
とは動作形態を変更すべき同期比を過ぎてから動
作形態の変更を行なうことになる。したがつて、
同期変更の無衝撃という特徴が損なわれることに
なつて好ましくない。
英国特許第1525861号に記載されているような、
変速機が原動機の速さを制御するために用いられ
る制御システムのような場合も事情は同じであ
る。
この場合には、予じめ定められている計画にし
たがつて求められている各動力レベルに対して最
適の原動機速度が用いられるように、動力要求に
応じて原動機速度が制御される。これはエンジン
速度が高すぎるか、低すぎるかによつて変速比を
シフトアツプ又はシフトダウンさせるようにして
いる。変速比それ自身は制御されない。変速機入
力速度（原動機速度）が制御され、負荷の速度が
どのようなものでも比はその結果により決められ
る。
このようにして決まつた比が同期点近くである
ときには同様の問題が生じる。入力及び出力速度
のいずれかをわずかに変えることによつて動作形
態の間でふらつきが生じるためである。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明はこのような同期点近くでの動作形態間
へのふらつきをヒステリシスを用いずに解決しよ
うとするためになされたものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は負荷に応じ
て最適な変速比を選択する自動変速機において、
その変速比が同期点すなわち動作形態を変更する
変速位置に達したときに、その位置から上下それ
ぞれに変速比の最適値（制御目標値）が同期点の
変速比から充分に離れるまでの間、同期点の変速
比に固定するようにしたことを特徴とするもので
ある。
（作 用） 本発明の制御方法は、上記のように二つの動作
形態の間の変速点に至つたとき、その変速比を強
制的に固定して動作を継続させている。そのため
負荷にわずかの変動があつて、従来だと高又は低
への動作形態変更を何度か行なわなければならな
い場合でも、本発明で動作する変速機は動作形態
を変更せず、一定の変速比で動作する。したがつ
て動作形態間でのふらつきが生じることはない。
また、その負荷が大きく変動して制御システムに
よつて演算される変速機の最適比が変速点へ固定
された変速比から充分に離れたあとは、その最適
な比で動作するように動作形態を変更させるの
で、変速機としての動作には支障がない。
（実施例） 第１図に示したものは本発明方法を使用する遊
星歯車機構２に連結されている転がり摩擦型可変
比変速機１である。この遊星歯車機構を伴なつた
変速機自体は従来公知のものである。変速機１は
一対の入力デイスク３を有する。周知のようにデ
イスク３の回転はローラー５により出力デイスク
４へ伝えられる。ローラー５は図に１点鎖線で示
されている位置まで傾くことができる。この可変
比変速機の出力は第１の遊星歯車機構６へ伝えら
れ、かつ第２の遊星歯車機構７へ伝えられる。遊
星歯車機構６，７のキヤリヤはクラツチ８により
互いに連結でき、ブレーキ９を備えている別のク
ラツチ機構が遊星歯車装置２の動作を制御してい
る。この変速機の出力は結局、軸１０から得られ
る。
この変速機の変速比は、周知のようにスロツト
ルの開口度など負荷状態に応じて制御システムが
演算し、クラツチ８又はブレーキ９の動作を決定
する。ブレーキ９をかけ、クラツチ８を切ること
によつて低い動作形態が得られ、クラツチ８をつ
なぎブレーキ９を離すことによつて高い動作形態
が得られる。ローラ５がその最大傾角近くまで傾
けられると同期比となり、入力デイスク３と出力
軸１０の間の全体の比を変えることなしにいずれ
かの動作形態を選択する。クラツチ８をつないで
同時にブレーキ９をかけることも行なうことがで
きる。この同期比においてはローラーは必要なく
なる。
この変速機を自動車に装着した場合には内燃機
関がデイスク３を駆動し、出力軸１０が自動車の
駆動軸に連結される。
周知のように電子制御システム（図示せず）
が、エンジンの速度、トルク、及び前述の実施例
においては変速比などの運転者の要求による信号
に応答してローラの傾斜角度並びに前記クラツ
チ、ブレーキの制御を自動的に行なう。当然その
制御システムは同時にエンジンのスロツトル開口
度をも制御する。
どのような要求に対しても、制御システムは要
求を満足させる最適なエンジン速度及びスロツト
ル開口度を演算し、最適な変速比及びスロツトル
開口度に調整する。
前述した実施例に用いられる本発明の制御シス
テムの一つの制御方法では、変速比が同期比に至
ると、クラツチ８を入れ、ブレーキ９を動作させ
て、同期比に変速比を固定する。したがつて、ロ
ーラは荷重なしに追従させられる。
変速機が上記のように同期比に固定されている
間はエンジン速度を制御することはできない。し
かし遅かれ早かれ、要求される動力の変化又は負
荷速度の変化によつてエンジン速度は、負荷の速
度などから制御システムで演算される最適値から
不適合となる。すなわち、変速比が強制的に固定
されることによつて、エンジン速度は最適な値か
ら離れていく。この実施例においては、このエン
ジン速度エラーの割合がある定められた値、例え
ば５パーセントを越えたときに、制御システムは
クラツチ又はブレーキのいずれかを離していずれ
か一つの動作形態に戻るように制御する。どちら
の動作形態に戻るかはエンジン速度エラーの方向
による。もしエンジン速度が高すぎる場合は与え
られた出力速度に対してより低い入力速度を与え
る動作形態を選択し、エンジン速度が低すぎれ
ば、より高い入力速度を与える動作形態がとられ
る。
高い入力速度を与える動作形態と低い入力速度
を与える動作形態との再選択を制御するパラメー
タは、同期比を中心として定められた変速比エラ
ー範囲と等しい。したがつて、変速機は任意の瞬
間における最適比が同期比から５パーセント以上
離れたそのときに同期比からシフトされる。
第２図が第１図の変速機を用いた自動車の走行
をグラフ的に示したものである。点線で示したも
のが本発明の方法を用いない従来の制御方法で走
行したときの変速機の変速比を示し、実線で示し
たのが本発明方法で制御して走行させたときのも
のである。下側のグラフは与えられた時刻におけ
る車速を示すものであつて、時間軸を上側のもの
と共通にしてある。
区間Ａにおいては、従来方法によるものは静止
状態から車の速度上昇に伴なう所定の変速比の変
更によつて加速される。変速比が同期点に達する
と変速機は自動的に低速動作形態から高速動作形
態へと変化し、運転者が要求する速度まで上昇す
る。そしてその速度で走行する（区間Ｂ）。この
ように所望の速度まで連続的に加速させて走行し
ている場合は従来の制御方法でも特に問題はな
い。
例えば交通事情などによつて速度を下げる必要
が生じる（区間Ｃ）。そのとき、同調点よりわず
か低いところまで変速比が下つてくると制御シス
テムは動作形態を変更するよう指示する。そして
その速度からわずか上昇すると再び制御システム
は最適な変速比にするため動作形態を変更する。
すなわち、従来の制御方法では、ちようど同期比
の付近のところで走行する場合、変速比は点線で
示すように変化して動作形態を何度も変更させ
る。すなわち二つの動作形態の間をふらつく。そ
のたびにクラツチ及びブレーキを動作させるので
エネルギーの損失が発生する。
本発明方法で制御する場合は前述のように実線
で示した動きとなる。すなわち、加速する場合、
同期点に到達するまでは前述と同様である。同期
点に達するとクラツチ８とブレーキ９とが同時に
働いて、ローラ傾斜角制御が放棄されて変速比は
同期比に保たれる。その後自動車は、エンジン速
度の上昇によつて加速される。このエンジン速度
上昇による車の加速は、エンジン速度が最適エン
ジン速度より５％高くなるまで、すなわち、変速
比エラーが５％になるまでである。ここまで変速
比エラーが広がるとブレーキ９が離され、変速機
は高速の動作形態となる。ローラの傾斜角度制御
が再び行なわれるようになり、変速比が急速に高
くなつてエンジン速度を最適値へ戻す。その後こ
の変速機は区間Ｃに達するまでは従来と同様に動
作する。このように動作させる場合には本発明方
法はさほどの効果を現わさない。
車が減速した中間Ｃにおいて、同期比まで減速
すると前述のようにクラツチ８とブレーキ９とが
動作して、変速比を同期比に固定する。したがつ
て、速度が同期比の前後に変動するレベルで走行
していても動作形態は固定されているので、ふら
つきに伴なうエネルギー損失が避けられる。車は
ギアによる段階的な変速を備えたものと同様に走
行する。
速度エラー、すなわち変速比エラーがさらに５
％を越えると、今度はエンジン速度が最適値より
低くなるのだが、変速機は低動作形態へ急速にシ
フトダウンし、最適なエンジン速度、すなわちギ
ア比に調整される。そして従来の変速機が装備さ
れている車と同じように減速して停止に至る。
明らかにいくつかの別の構成が可能である。例
えば、同期比においてはクラツチ８とブレーキ９
をともに動作させて、ローラ制御に負荷をかけな
い方がよいが、ローラ傾斜角制御に負荷をかけ続
けることも可能である。その理由は、その制御を
続けることにより変速機の内部損失が生ずるとと
もに、ローラーに負荷をかけることによりエネル
ギー損失が生じることにはなるが、変速比が変る
ことがないからである。別の実施例は、変速比が
同期点に達し、最適エンジン速度に対する実際の
エンジン速度の比が定められた値（上記例では５
％）越え、動作形態変更が行なわれるまで、単純
に変速比の変更を禁止することである。この場合
区間Ｃにおいては、高動作形態で同期点と同じ
か、それよりやや高い比のまま速度および変速比
が前述のように５パーセント以上低くなつて動作
形態の変更を行なうことになるまで保たれる。こ
の場合には固定された状態から動作形態を変える
とき、ブレーキをかけたり、クラツチをつないだ
りしなければならず、それに要する時間が単にク
ラツチを切る時間より長いので、動作形態を変え
るのに余分な時間がかかる。したがつて、ブレー
キとクラツチとを同時に動作させるように制御す
る最初の制御例のほうがより望ましい。
本発明の好ましい例としては前述の第１の実施
例ように同期比に達したときにクラツチをつなぐ
こと、ブレーキをかけること、ローラーの負荷を
離すことを同時に行なうことである。しかし、固
定状態から動作形態の変更を行なうときを決定す
る基準を変えることができる。すなわち、最適エ
ンジン速度があるパーセンテージだけ実際のエン
ジン速度が離れるまで待つ代りに、エンジン速度
の数値差を用いることである。例えば、同期比か
ら高動作形態又は低動作形態への移行を最適エン
ジン速度が実際のエンジン速度より例えば50rpm
だけずれたときに行なうことである。最適エンジ
ン速度が1000rpmの時には、この数字は第１の実
施例の場合と同じになる。すなわち、変速機は５
％エラーのときにシフトする。しかし、5000rpm
の場合は、５％の4750rpmでなく4950rpmのとき
にシフトする。このようにすれば高速時における
動作形態の変更の遅れによるエンジンの過回転の
可能性を少なくすることができる。すなわち、こ
の実施例の制御方法は、第１の実施例と似ている
が、エラーの幅が固定されずエンジン速度に逆比
例して変化する点が異なる。
エラーが正であるか負であるかに応じてエラー
の所定値を異ならせることも可能である。たとえ
ば、同期比からの動作形態の選択を実際の速度が
最適速度より50rpmだけ高くなつたとき、または
実際の速度が最適速度より40rpmだけ低いとき、
あるいは零であるときに行なわれるようにプログ
ラムすることができる。さらにより複雑な決定も
可能であり、これらの決定は原動機とその負荷と
の特性及び希望の制御角度に応じて決められる。
転がり摩擦型連続可変比変速機について説明し
たが、英国特許第959763号に開示されている可変
比ベルト駆動装置のような別の種類の連続可変比
装置にも使用することができる。
［発明の効果］ すでに説明したように本発明方法で変速機を制
御すれば、変速点付近での動作中に生じる動作形
態の頻繁な変更をヒステリシスを用いずとも防ぐ
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は遊星歯車機構に連結されている転がり
摩擦型連続可変比部材を有する同期ツインエンジ
ン変速機の略図、第２図は本発明方法を適用した
場合の自動車の走行時における変速比対時間と、
走行速度対時間のグラフである。 １…変速機、２…複合遊星歯車装置、３…入力
デイスク、４…出力デイスク、５…ローラー、
６，７…遊星歯車機構、８…クラツチ、９…ブレ
ーキ、１０…出力軸。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 連続的に変速比を変える部材を変速動作を行
    なう歯車機構及びクラツチ及び／又はブレーキに
    連結し、これらで二つの動作形態の間で同期的に
    動作形態を変更する変速機の制御方法において、
    与えられた動作形態の変速比が動作形態を変更し
    なければならない同期比に達したとき、動作形態
    の変更を禁止し、エンジンに対する最適変速比が
    実際の変速比よりある定められた値だけ離れるま
    で実際の変速比が上記同期比を越えないようにす
    ることを特徴とする二つの動作形態の間での動作
    形態変更方法。 ２ 最適変速比と実際の変速比との上記差異が、
    変速機の入力軸を駆動する速度を参照してその速
    度の最適速度からの差で決める特許請求の範囲第
    １項記載の二つの動作形態の間での動作形態変更
    方法。 ３ 変速比の前記差異が前記所定の値に達するま
    である動作形態を維持する特許請求の範囲第１項
    又は第２項記載の二つの動作形態の間での動作形
    態変更方法。 ４ 複数のブレーキ装置と複数のクラツチ機構の
    うち少なくとも一方を含み、そのうちの一方は前
    記動作形態の一つにおいて動作させられ、他方は
    他の動作形態で動作させられる変速機に対して、
    同期比に達したとき前記ブレーキ機構及びクラツ
    チ機構の双方を動作させ、最適比が前記所定の値
    だけ同期比から離れるまで変速比を同期比に保つ
    特許請求の範囲第１項又は第２項記載の二つの動
    作形態の間での動作形態変更方法。 ５ 前記連続的に変速比を変える部材が前記ブレ
    ーキとクラツチとが同時に動作したときトルクを
    伝達しない特許請求の範囲第４項記載の二つの動
    作形態の間での動作形態変更方法。 ６ 同期比に固定されてから動作形態を変更する
    までの前記定められた値が一定である特許請求の
    範囲第１項ないし第５項記載のいずれかの二つの
    動作形態の間での動作形態変更方法。 ７ 前記定められた値が割合で定められている特
    許請求の範囲第６項記載の二つの動作形態の間で
    の動作形態変更方法。 ８ 前記定められた値が速度差で固定されている
    特許請求の範囲第２項記載の二つの動作形態の間
    での動作形態変更方法。 ９ 前記定められた値がエンジン動作オペレータ
    によつて変えられる特許請求の範囲第１項ないし
    第５項記載のいずれかの二つの動作形態の間での
    動作形態変更方法。 １０ 前記定められた値が変速比が上昇している
    ときと下降しているときとで異なる特許請求の範
    囲第１項ないし第５項記載のいずれかの二つの動
    作形態の間での動作形態変更方法。
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