JPH0361762A - 変速機の制御装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、変速機の制御装置に関するものである。

（ロ）従来の技術 従来の変速機として、例えば特開昭６３−１７６８６２
号公報に示されるように、■ベルト式無段変速機構と歯
車変速機構とを組合せたものがある。この変速機の場合
には、無段変速機構の最大変速比よりも大きい変速比の
歯車変速機構が設定されている。発進時及び比較的大き
い駆動力を必要とする場合に歯車変速機構が選択され、
高速走行時など比較的小さい駆動力でよい運転条件では
無段変速機構が選択される。両度速機構間の切換はクラ
ッチなどを用いて行なわれる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の変速機では、歯車変速機構から無
段変速機構への伝達経路の切換の際に無段変速機構が変
速してしまい、無段変速機構が最大変速比状態とならな
い場合があるという問題点がある。すなわち、車速と目
標駆動ブーり回転速度との関係が第６図に示されるよう
なものとして設定されていると、例えばスロットル開度
３／８で走行を開始したとすると、０点からＡ点まで歯
車変速機構による走行が行なわれ、Ａ点において伝達経
路の切換が指令され、Ａ点と同一車速で無段変速機構の
最大変速比であるＢ点へ移行する。

次いで、無段変速機構の最大変速比で０点まで走行し、
０点から無段変速機構の変速が開始され、変速比が徐々
に小さくなっていく。本来は、上述のようにして伝達経
路の切換及び無段変速機構の変速が行なわれるべきであ
るが、伝達経路の切換に油圧装置が用いられているので
油圧制御の応答遅れなどに起因して伝達経路の切換が遅
れ、この間に無段変速機構の変速が開始され、無段変速
機構が最大変速比状態とならない場合がある。例えば、
伝達経路の切換途中に車速が変化し、目標とする駆動プ
ーリ回転速度がＣ′となると、Ａ点から０２点に直接切
換が行なわれることになる。すなわち、無段変速機構の
最大変速比を経由しないことになる。この現象を有段変
速機に対応させてみると、例えばＯＡ線が第１速に相当
し、ＯＣ線が第２速に対応し、またＱＣ’線が第３速に
対応することになる。本来的にはＯＡ線からＯＣ線への
変速、すなわち第１速から第２速への変速が行なわれる
べきであるのに対し、Ａ点から０２点への切換が行なわ
れると、第１速から第３速への変速が行なわれたことに
相当する。このように、中間の変速比を経由しないで変
速が行なわれると、変速比が早期に小側に変化し、駆動
力が不足し、車両の加速性能が低下する。また、伝達経
路切換の際のショックも大きくなる。

なお、上記従来の変速機は無段変速機構の最大変速比よ
りも変速比が大きい側に歯車変速機構が設けられている
が、特開昭６３−７４７３５号公報には、無段変速機構
の最小変速比よりも変速比が小さい側に歯車変速機構が
設けられた変速機が示されている。これの場合にも歯車
変速機構から無段変速機構への伝達経路の切換（ダウン
シフトに相当）の際に同様の問題が発生する。すなわち
、歯車変速機構の変速比から無段変速機構の最小変速比
を経由することなく、これよりも大きい変速比への変速
が行なわれることになる。この場合にはエンジン回転速
度が上昇して必要以上に駆動力が大きくなり、また切換
のショックも大きくなる。

本発明はこのような課題を解決することを目的としてい
る。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、有段伝達経路から無段伝達経路への伝達経路
の切換の際、無段伝達経路の変速を禁止することにより
、上記課題を解決する。すなわち、本発明は、入力軸と
出力軸との間に、１段以上の有段変速機構を介して回転
力を伝達する有段伝達経路と、無段変速機構を介して、
有段伝達経路の最大変速比よりも大きい変速比の領域又
は有段伝達経路の最小変速比よりも小さい変速比の領域
で回転力を伝達する無段伝達経路とを有する変速機の制
御装置を前提としたものであり、有段伝達経路から無段
伝達経路への伝達経路の切換が完了したことを検出する
切換完了検出手段と、切換完了検出手段によって伝達経
路の切換が完了したことが検出されるまでは無段伝達経
路の変速を禁＋ヒする変速禁止手段と、を有しているこ
とを特徴としている。

（ホ）作用 有段伝達経路で走行中には無段伝達経路の変速比は所定
の変速比に固定された状態となる。この状態は４ｉ達経
路の切換が完了するまで保持される。伝達経路の切換が
完了すると、無段伝達経路の変速が開始される。従って
、例えば無段伝達経路の最大変速比よりも変速比大側に
有段伝達経路が設けられている場合、有段伝達経路から
無段伝達経路への切換が行なわれる間、無段伝達経路は
最大変速比に保持され、伝達経路の切換完了時には最大
変速比での走行が可能となる。従って、必要な駆動力が
確保され、所望どおりの加速性能を得ることができる。

なお、無段伝達経路の最小変速比よりも変速比小側に有
段伝達経路が設けられている場合にも基本的には同様の
作用が得られる。

（へ）実施例 第２及び３図に変速機の骨組図を示す。エンジン１０の
出力軸１０　ａに対してトルクコンバータ１２が連結さ
れている。トルクコンバータ１２はポンプインペラー１
２ａ、タービンランナー１２ｂ、及びステータ１２ｃを
有しており、またポンプインペラー１２ａとタービンラ
ンナー１２ｂとを連結又は切離し可能なロックアツプク
ラッチ１２ｄを有している。トルクコンバータ１２のタ
ービンランナー１２ｂが駆動軸１４と連結されている。

駆動軸１４に駆動プーリ１６が設けられている。駆動プ
ーリ１６は、駆動軸１４に固着された固定円すい部材１
８と、固定円すい部材１８に対向配置されてＶ字状プー
リみぞを形成すると共に駆動プーリシリンダ室２０に作
用する油圧によって駆動軸１４の軸方向に移動可能であ
る可動円すい部材２２とから成っている。駆動プーリ１
６はＶベルト２４によって従動プーリ２６と伝動可能に
結合されている。従動プーリ２６は、従動軸２８に固着
された固定円すい部材３０と、固定円すい部材３０に対
向装置されＶ字状プーリみぞを形成すると共に従動プー
リシリンダ室３２に作用する油圧によって従動軸２８の
軸方向に移動可能である可動円すい部材３４とから成っ
ている。これらの駆動プーリ１６、Ｖベルト２４及び従
動プーリ２６によりＶベルト式無段変速機構が構成され
る。なお、Ｖベルト式無段変速機構の最大減速比は、後
述の前進用駆動軸側１ｓ４２と前進用出力輪側歯車４８
との間の減速比より小さく設定しである。駆動軸１４の
外周には中空軸３６が回転可能に支持されており、この
中空軸３６の外周には後退用駆動軸側歯車３８及び前進
用駆動軸側歯車４２が回転可能に設けられている。前進
用駆動軸側歯車４２及び後退用駆動軸側歯車３８は油圧
式クラッチである前進用クラッチ５２及び後進用クラッ
チ５３によってそれぞれ選択的に中空軸３６に対して一
体に回転するように連結可能である。駆動軸１４と中空
軸３６とはロークラッチ４４によって互いに連結又は切
離し可能である。駆動軸１４と平行に配置された出力＠
４６には前進用出力軸側歯車４８がワンウェイクラッチ
４０を介して連結され、また後退用出力軸側歯車５０が
一体に回転するように設けられている。前進用出力軸側
歯車４８は前述の前進用駆動軸側歯車４２と常時かみ合
っている。後退用出力軸側歯車５０は、回転可能に設け
られた後退用アイドラ軸５４と一体に回転する後退用ア
イドラ歯車５６と常にかみ合っている。後退用アイドラ
１社車５６は前述の後退用駆動軸側歯車３８とも常にか
み合っている。なお、第２図では、すべての部材を同一
断面上に図示することができないため、後退用アイドラ
軸５４及び後退用アイドラ歯車５６は破線によって示し
であるが、実際には第３図に示すような位置関係にある
。また同じ理由により第２図では軸間距離、歯車の径な
ども必ずしも正確に図示されておらず、これらについて
は第３図を参照する必要がある。前述の従動輪２８には
前進用従動軸側歯車５８が設けられている。従動軸２８
と前進用従動軸側歯車５８とはハイクラッチ６０によっ
て互いに連結又は切離し可能である。前進用従動軸側歯
車５８は前述の後退用出力軸側歯車５０と常にかみ合っ
ている（なお、第２図では前進用従動軸側歯車５８と後
退用出力軸側歯車５０とは図示の都合上かみ合っていな
いように見えるが、実際には第３図に示すように両者は
互いにかみ合っている）。前進用従動軸側ｖＭ車５８と
後退用出力軸側歯車５０とは１司−径としである。出力
軸４６にはりダクション歯車６２が一体に回転するよう
に設けられており、このリダクション歯車６２とファイ
ナル歯車６４とが常にかみ合っている。ファイナル歯車
６４には差動機構６６が設けられている。すなわち、フ
ァイナル歯車６４と一体に回転するように一対のピニオ
ンギア６８及び７０が設けられており、このビニオンギ
ア６８及び７０と一対のサイドギア７２及び７４がかみ
合っており、サイドギア７２及び７４はそれぞれドライ
ブ軸７６及び７８と連結されている。

ロークラッチ４４及びハイクラッチ６０を解放状態とす
ることにより、駆動軸１４の回転力の出力軸４６への伝
達が遮断され、中立状態となる。

発進時、登板時など比較的大きな駆動力を必要とする走
行条件の場合には、前進用クラッチ５２を締結すると共
にロークラッチ４４を締結する。

ハイクラッチ６０は解放状態とする。この状態ではエン
ジン１０の出力軸１０ａの回転力は、トルクコンバータ
１２を介して駆動軸１４に伝達され、更に駆動軸１４か
ら締結状態のロークラッチ４４を介して中空軸３６へ伝
達される。中空軸３６の回転力は前進用クラッチ５２を
介して前進用駆動軸側歯車４２に伝達され、前進用駆動
軸側歯車４２からこれとかみ合う前進用出力軸側歯車４
８へ伝達される。前進用出力軸側歯車４８はワンウェイ
クラッチ４０を介して出力軸４６と一体に回転するよう
に連結されているので、出力軸４６に回転力が伝達され
る。次いで、リダクション歯車６２及びファイナル歯車
６４を介して差動機構６６へ回転力が伝達され、差動機
構６６によりドライブ軸７６及び７８に回転力が分配さ
れ図示してない車輪が駆動される。上記のような回転力
の伝達の際、Ｖベルト式無段変速機構を通しての回転力
の伝達は行われておらず、回転力は歯車変速機構（有段
変速機構）を介して伝達される。

前進用駆動軸側歯車４２と前進用出力軸側歯車４８との
間の減速比により回転力が増大されており、これにより
大きな駆動力を得ることができる。

次いで、比較的駆動力が小さくてよい運転条件になると
、上述の状態からハイクラッチ６０を締結させればよい
。これによりＶベルト式無段変速機構を介して回転力の
伝達が行われることになる。すなわち、駆動軸１４の回
転力は、駆動プーリ１６、■ベルト２４及び従動プーリ
２６を介して従動軸２８に伝達され、更に締結状態にあ
るハイクラッチ６０を介して前進用従動輪側歯車５８に
伝達される。前進用従動輪側歯車５８は後退用出力軸側
歯車５０とかみ合っているため、回転力が出力輪４６に
伝達され、更に上述の場合と同様にドライブ軸７６及び
７８に回転力が伝達される。この場合、出力軸４６は前
進用出力軸側歯車４８よりも高速で回転することになる
ため、ワンウェイクラッチ４０は空転状態となる。この
ため、ロークラッチ４４は締結させたままの状態として
おくことができる。上述のようにＶベルト式無段変速機
構によって回転力の伝達が行われるため、駆動プーリ１
６及び従動プーリ２６のＶ字状みぞ間隔を調節すること
により、連続的に変速比を変えることができる。

車両用変速機を後退状態とする場合には次のような動作
が行われる。すなわち、後進用クラッチ５３を締結させ
、後退用駆動軸側歯車３８が中空軸３６と一体に回転す
るようにし、またロークラッチ４４を締結させ、ハイク
ラッチ６０を解放する。この状態では駆動軸１４の回転
力はロークラッチ４４、中空軸３６、後進用クラッチ５
３、後退用駆動軸側歯車３８、後退用アイドラ歯車５６
、及び後退用出力軸側歯車５０を介して出力軸４６に伝
達される。後退用アイドラ歯車５６が動力伝達経路に介
在されているため出力軸４６の回転方向が前述の場合と
は逆転する。これにより後退走行を行うことができる。

なお、上記変速機では、前進用クラッチ５２及び後進用
クラッチ５３は油圧式クラッチとしたが、これは同期か
み合い機構とし、これの切換えを油圧サーボ装置によっ
て行うようにしてもよい。

次にこの変速機の油圧制御装置について説明する。油圧
制御装置は、第４図に示すように、オイルポンプ１０１
、ライン圧調圧弁１０２、マニアル弁１０４、変速制御
弁１０６、調整圧切換弁１０８、ステップモータ１１０
、変速指令弁１１１、変速操作機構１１２、スロットル
弁１１４、一定圧調圧弁１１６、電磁弁１１８、トルク
コンバータ圧調圧弁１２０、ロックアツプ制御弁１２２
などからなっている。

変速制御弁１０６は、５つのボート１７２ａ、１７２ｂ
、１７２ｃ、１７２ｄ及び１７２ｅを有する弁穴１７２
と、この弁穴１７２に対応した３つのランド１７４ａ、
１７４ｂ及び１７４Ｃを有するスプール１７４と、スプ
ール１７４を図中左方向に押すスプリング１７５とから
成っている。ボート１７２ｂは油路１７６を介して駆動
プーリシリンダ室２０と連通しており、また油路１７６
はハイクラッチ６０とも連通している。

ボート１７２ａ及びボート１７２ｅはドレーンポートで
ある。なお、ボート１７２ａの出口にはオリフィス１７
７が設けである。ボート１７２ｄは油路１７９を介して
従動プーリシリンダ室３２と連通している。ボート１７
２Ｃはライン圧回路である油路１３２と連通してライン
圧が供給されている。スプール１７４の左端は後述の変
速操作機構１１２の１ツバ−１７８のほぼ中央部にビン
１８１によって回転自在に連結されている。ランド１７
４ｂの軸方向断面は曲線形状としであるため、ボート１
７２ｃに供給されるライン圧はボート１７２ｂに流れ込
むが、その一部はボート１７２ａへ排出されるので、ボ
ート１７２ｂの圧力は流入する油と排出される油の比率
によって決定される圧力となる。従って、スプール１７
４が左方向に移動するに従ってボー）１７２ｂのライン
圧側のすきまが大きくなり排出側のすきまが小さくなる
のでボート１７２ｂの圧力は次第に高くなっていく。一
方、ボート１７２ｄには通常はボート１７２Ｃのライン
圧が供給されている。

ボート１７２ｂの油圧は、油路１７６を介して駆動プー
リシリンダ室２０へ供給され、またボート１７２ｄの油
圧は油路１７９を介して従動プーリシリンダ室３２に供
給される。従って、スプール１７４が左方向に移動する
と、駆動プーリシリンダ室２０の圧力は高くなって駆動
プーリ１６のＶ字状プーリみぞの幅が小さくなり、他方
、従動プーリ２６のＶ字状プーリみぞの幅が大きくなる
。すなわち、駆動プーリ１６のＶベルト接触半径が大き
くなると共に従動プーリ２６のＶベルト接触半径が小さ
くなるので、変速比は小さくなる。逆にスプール１７４
を右方向に移動させると、上記と全く逆の作用により、
変速比は大きくなる。

変速操作機構１１２のレバー１７８は前述のようにその
ほぼ中央部において変速制御弁１０６のスプール１７４
とビン１８１によって結合されているが、レバー１７８
の一端は変速比伝達部材１５８とビン１８３によって結
合されており、また他端は変速指令弁１１１のロッド１
８２にビン１８５によって結合されている。ロッド１８
２はラック１８２ｃを有しており、このラック１８２ｃ
はステップモータ１１０のビニオンギア１１０ａとかみ
合っている。このような変速操作機構１１２において、
ステップモータ１１０のピニオンギア１１０ａを回転す
ることにより、ロッド１８２を例えば図中右方向に移動
させると、レバー１７８はビン１８３を支点として時計
方向に回転し、レバー１７８に連結された変速制御弁１
０６のスプール１７４を右方向に動かす。これによって
、前述のように、駆動プーリ１６の可動円すい板２２は
第１図中で左方向に移動して駆動プーリ１６のＶ字状プ
ーリみぞ間隔は大きくなり、同時にこれに伴なって従動
プーリ２６のＶ字状ブーりみぞ間隔は小さくなり、変速
比は大きくなる。レバー１７８の一端はビン１８３によ
って変速比伝達部材１５８と連結されているので、可動
円すい板２２の移動に伴なって変速比伝達部材１５８が
第１図中で左方向に移動すると、今度はレバー１７８の
他端側のビン１８５を支点としてレバー１７８は時計方
向に回転する。このためスプール１７４は左方向に引き
もどされて、駆動プーリ１６及び従動プーリ２６を変速
比が小さい状態にしようとする。このような動作によっ
てスプール１７４、駆動プーリ１６及び従動プーリ２６
は、ステップモータ１１０の回転位置に対応して所定の
変速比の状態で安定する。ステップモータ１１０を逆方
向に回転した場合も同様である。従って、ステップモー
タ１１０を所定の変速パターンに従って作動させると、
変速比はこれに追従して変化することになり、ステップ
モータ１１０を制御することによって無段変速機構の変
速を制御することができる。なお、ロッド１８２は変速
比最大値に対応する位置を越えて更に図中で右側（オー
バストローク位置）へ移動可能であり、オーバストロー
ク位置に移動すると切換検出スイッチ２９８が作動する
。

ステップモータ１１０は、第５図に示す電子制御装置３
００から送られてくるパルス数信号に対応して回転位置
が決定される。電子制御装置３００からのパルス数信号
は所定の変速パターンに従って与えられる。

調整圧切換弁１０８は、その弁体を変速指令弁１１１の
ロッド１８２と一体に形成しである。すなわち、調整圧
切換弁１０８はポート１８６ａ、１８６ｂ、１８６ｃ及
び１８６ｄを有する弁穴１８６と、ロッド１８２に形成
したランド１８２ａ及び１８２ｂとから成っている。ボ
ート１８６ａは油路１８８と連通している。ポート１８
６ｂは、油路１９０を介して電磁弁１１８と連通してい
る。ボート１８６ｃは油路１８９と連通している。ポー
ト１８６ｄはドレーンポートである。通常はポート１８
６ａとボート１８６ｂとはランド１８２ａ及び１８２ｂ
間において連通しているが、ロッド１８２が変速比最大
値に対応する位置を越えてオーバストローク位置に移動
したときにのみポート１８６ａは封鎖され、ボート１８
６ｂとボート１８６ｃとが連通ずるようにしである。上
述の油路１８９はロークラッチ４４と連通している。

なお、上記以外の弁の構成は特開昭６１−１０５３５１
号公報に示されるものと基本的に同様である。

第５図にステップモータ１１０の作動を制御する電子制
御装置３００の構成のうち、本発明と直接関連する部分
を示す。エンジンのスロットル弁の開度を検出するスロ
ットル開度センサー３０１からの信号ＴＨ及び車両の車
速を検出する車速センサー３０３からの車速信号Ｖが、
目標駆動プーリ回転速度演算回路３０５に入力されてい
る。目標駆動プーリ回転速度演算回路３０５は目標駆動
ブーり回転速度Ｎｔを演算し、これを目標変速比演算回
路３０７に出力する。目標変速比演算回路３０７によっ
て演算された目標変速比Ｉｔは変速禁止回路３０９（変
速禁止手段）を介してステップ数演算回路３１１に送ら
れ、これによって演算されたステップ数Ｍがステップモ
ータ１１０に出力される。一方、駆動プーリ回転速度セ
ンサー３１３によって検出される実際の駆動ブーりの回
転速度Ｎａ（これはタービンランナー１２ｂの回転速度
に等しい）が実変速比演算回路３１５に入力されており
、またこの実変速比演算回路３１５には車速センサー３
０３からの車速信号■も人力されており、実変速比演算
回路３１５では実変速比１ｒが演算される。実変速比演
算回路３１５で演算された実変速比１ｒは比較器３１７
（切換完了検出手段）に人力され、ここで最大変速比設
定器３！９にあらかじめ設定されている無段変速機構の
最大変速比Ｉｆ１．どの比較が行なわれる。比較器３１
７はＩｒが１４２よりも大きい場合には歯車変速機構か
ら無段変速機構への伝達経路の切換が完了していないと
して変速禁止信号Ｓを出力し、ＩｒがＩｎ以下となった
場合には上記伝達経路の切換が完了したとして変速禁止
信号Ｓの出力を停止する。変速禁止回路３０９は変速禁
止信号Ｓが人力されると、無段変速機の最大変速比より
も変速比小側の信号を遮断する。このため、目標変速比
演算回路３０７から人力される目標変速比Ｉｔにかかわ
らず常に無段変速機の最大変速比Ｉｎに対応する信号又
はこれよりも変速比大側のオーバストローク領域に対応
する信号をステップ数演算回路３１１に出力する。

上述のような構成により、実変速比演算回路３１５で演
算される実変速比Ｉｒが無段変速機の最大変速比■旦よ
りも大きい場合、すなわち歯車変速機構による動力伝達
が行なわれており、Ｖベルト式無段変速機構への動力伝
達経路の切換が完了していない状態では、変速禁止回路
３０９に変速禁止信号Ｓが入力され、無段変速機構の最
大変速比ＩＪ２に対応するステップ数がステップモータ
１１０へ出力されることになる。すなわち、無段変速機
構は常に最大変速比Ｉｊ！に保持される。

一方、実変速比Ｉｒが最大変速比ＩＩＬに一致すると、
すなわち歯車変速機構からＶベルト式無段変速機構への
切換が完了すると、変速禁止信号Ｓの出力が伴出され、
変速禁止回路３０９は目標変速比演算回路３０７からの
目標変速比Ｉｔをステップ数演算回路３１１へ出力する
。これにより、Ｖベルト式無段変速機構は指令される目
標変速比どおりに変速することになる。

（ト）発明の詳細 な説明してきたように、本発明によると、有段伝達経路
から無段伝達経路への切換が完了するまでは無段伝達経
路の変速を禁止し、無段伝達経路の変速比を所定の状態
に保持するようにしたので、有段伝達経路から無段伝達
経路への切換の際に必ず上記所定の変速比となり、上記
切換の際に変化する変速比の幅を所定どおりのものとす
ることができ、所望どおりの動力性能及び変速ショック
性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成要素間の関係を示す図、第２図は
変速機の骨組図、第３図は第２図に示す変速機の軸の位
置関係を示す図、第４図は油圧回路を示す図、第５図は
電子制御装置を示す図、第６図は車速と駆動プーリ回転
速度との関係を示す図である。 １４・・・入力軸、１６・　・駆動プーリ、２４　・ ■ベルト、 　６ ・従動プーリ。 特 許 出 願 人 日 産 自 動車株式会社 代 理 人 弁 理 士 宮 内 利 行 第 ■ 図 第２図 第 ６ 図 隼感

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力軸と出力軸との間に、１段以上の有段変速機構を介
   して回転力を伝達する有段伝達経路と、無段変速機構を
   介して、有段伝達経路の最大変速比よりも大きい変速比
   の領域又は有段伝達経路の最小変速比よりも小さい変速
   比の領域で回転力を伝達する無段伝達経路とを有する変
   速機の制御装置において、 有段伝達経路から無段伝達経路への伝達経路の切換が完
   了したことを検出する切換完了検出手段と、切換完了検
   出手段によって伝達経路の切換が完了したことが検出さ
   れるまでは無段伝達経路の変速を禁止する変速禁止手段
   と、を有することを特徴とする変速機の制御装置。