JPH0548384B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、車両用ベルト式無段変速機の油圧制
御装置に関し、詳しくは、ライン圧の電子制御に
関する。

【従来の技術】

この種の無段変速機の制御に関しては、例えば
特開昭55−65755号公報に示す基本的なものがあ
り、機械的に変速及びライン圧制御することが示
されている。ところで機械的な制御では、バルブ
や油圧制御系の構造が複雑になり、入力情報や制
御が自から制限される。そこで近年、電子的に制
御して、変速及びライン圧を最適に制御する傾向
にある。 ここで無段変速機は、プーリとベルトの摩擦に
より動力伝達することを前提にしている。このた
めライン圧の電子制御では、適正な入力情報によ
りプーリとベルトの伝達トルクを正確に推定し、
この伝達トルクに対して常にベルトスリツプを生
じない必要最小限のプーリ押付け力を付与するよ
うに制御することが望まれる。 従来、上記無段変速機の電子制御に関しては、
例えば特開昭58−88252号公報に示すように、ト
ルクモータを用いて直接バルブ動作するものがあ
る。また例えば特開昭59−159456号公報におい
て、電磁弁により作動油を変化させて変速比変化
方向切換弁、変速比変化速度制御弁を動作するこ
とで、変速速度制御することが示されている。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、先行技術の前者によれば、トルクモ
ータによる直接動作方式であるから、トルクモー
タという大規模なアクチユエータが必要になり、
油圧バルブの駆動源としては油圧を用いることが
望まれる。また先行技術の後者によれば、ライン
圧制御は依然として変速比圧力、スロツトル圧を
用いて行つているので、構造が複雑化し、制御も
煩雑になる等の問題がある。 本発明は、このような点に鑑み、電気信号に応
じた信号油圧によりライン圧を最適に電子制御
し、且つポンプ損失を少なくすることができ無段
変速機の油圧制御装置を提供することを目的とす
る。

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するため本発明は、エンジン側
の主軸にプーリ間隔可変のプライマリプーリが設
けられ、主軸に平行配置される車輪側の副軸にプ
ーリ間隔可変のセカンダリプーリが設けられ、両
プーリの間に駆動ベルトが巻回され、油圧源から
の油路にライン圧を制御してそのライン圧をセカ
ンダリプーリのシリンダに供給してプーリ押付け
力を付与するライン圧制御弁が設けられ、プライ
マリプーリのシリンダへの油路にライン圧を給排
油してプライマリ圧を変化する変速速度制御弁が
設けられ、プライマリ圧により両プーリに対する
駆動ベルトの巻付け径の比を変化して無段階に変
速する無段変速機において、 上記ライン圧制御弁４０は所定のライン圧を設
定するスプリング４３と制御ポート４１ｄとを有
し、ライン圧油路２２から流量制限手段３２を有
して分岐する油路３１がソレノイド弁６５と制御
ポート４１ｄに連通され、制御ユニツト７０の電
気信号をソレノイド弁６５に出力して信号油圧を
生成し、この信号油圧をライン圧制御弁４０の制
御ポート４１ｄに導入して、ライン圧をスプリン
グ荷重と信号油圧の関数で可変制御するように構
成すると共に、 上記制御ユニツト７０はエンジントルクと変速
比に基づいて算出される目標ライン圧に対して減
少関数で設定した操作量の電気信号を出力するよ
うに構成し、上記ソレノイド弁６５はこの電気信
号に対して信号油圧を減少関数の特性で発生する
ように構成し、上記ライン圧制御弁４０はこの信
号油圧に対してライン圧を増大関数の特性で制御
して、電気信号の操作量に対してはライン圧を減
少関数の特性で制御するように構成することを特
徴とする。

【作用】

上記構成による本発明では、無段変速機が基本
的には、ライン圧制御弁により制御されるライン
圧がセカンダリシリンダに常に導入して、ベルト
スリツプを生じないプーリ押付け力が付与され
る。また変速速度制御弁によりライン圧をプライ
マリシリンダに給排油してプライマリ圧を変化す
ることで、無段階に変速制御される。 そしてエンジン運転時には、ライン圧が流量制
限手段３２を有する油路３１によりソレノイド弁
６５に導かれ、制御ユニツト７０の電気信号によ
りライン圧と無関係に信号油圧を生成して電子的
に制御することが可能になる。 そこで車両停止のアイドリング時に、制御ユニ
ツト７０で大きい目標ライン圧が設定されると、
操作量の小さい電気信号が出力する。そしてソレ
ノイド弁６５で排油を少なくして大きい信号油圧
に変換され、この信号油圧がライン圧制御弁４０
の制御ポート４１ｄに作用してライン圧が、排油
が少なくてポンプ損失の小さい状態で高く制御さ
れる。 また発進、走行時にエンジントルクや変速開始
後の変速比が変化すると、制御ユニツト７０で両
者の関係で目標ライン圧が算出される。そして目
標ライン圧に応じた操作量の電気信号が出力し、
ソレノイド弁６５で信号油圧に変換してライン圧
制御弁４０に作用する。そこで例えば最低ライン
圧を設定するスプリング３４の荷重と信号油圧に
より、ライン圧が連続して適正に電子制御され
る。

【実施例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。 第１図において、本発明が適応される無段変速
機の概略について説明する。先ず、駆動系につい
て説明すると、エンジン１がクラツチ２、前後進
切換装置３を介して無段変速機４の主軸５に連結
される。無段変速機４は、主軸５に対して副軸６
が平行配置され、主軸５にプライマリプーリ７が
設けられ、副軸６にセカンダリプーリ８が設けら
れ、両プーリ７，８に駆動ベルト１１が巻付けら
れている。両プーリ７，８は、一方の固定側に対
し他方が軸方向移動してプーリ間隔可変に構成さ
れ、可動側に油圧シリンダ９，１０を有する。こ
こでセカンダリシリンダ１０に対しプライマリシ
リンダ９の方が受圧面積が大きく形成され、プラ
イマリ圧により駆動ベルト１１のプーリ７，８に
対する巻付け径の比を変えて無段変速するように
構成される。 また副軸６は、１組のリダクシヨンギヤ１２，
１３を介して出力軸１４に連結される。そして出
力軸１４のドライブギヤ１５が、フアイナルギヤ
１６、デイフアレンシヤルギヤ１７、車軸１８を
介して駆動輪１９に伝動構成される。 更に、無段変速機４は制御ユニツト７０を有す
る。制御ユニツト７０はライン圧と変速制御する
電気信号を油圧回路２０に出力して動作し、プラ
イマリシリンダ９とセカンダリシリンダ１０の油
圧を制御するように構成される。 第２図において、油圧回路２０を含む油圧制御
系について説明する。先ず、エンジン１により駆
動されるオイルポンプ２１を有し、このオイルポ
ンプ２１の吐出側のライン圧油路２２がセカンダ
リシリンダ１０、ライン圧制御弁４０及び変速速
度制御弁５０に連通され、変速速度制御弁５０が
油路２３を介してプライマリシリンダ９に連通さ
れる。変速速度制御弁５０のドレン側の油路２４
は、プライマリシリンダ９の排油の際に空気が侵
入するのを防ぐチエツク弁２５を有してオイルパ
ン２６に連通される。またライン圧制御弁４０の
ドレン側の油路２７には、一定の潤滑圧を発生す
るリユーブリケイシヨン弁２８が設けられ、この
潤滑圧の油路２７が駆動ベルト１１の潤滑ノズル
２９、及びプリフイリング弁３０を介してプライ
マリシリンダ９への油路２３にそれぞれ連通され
る。 ライン圧制御弁４０は、弁体４１にスプール４
２が移動可能に挿入され、このスプール４２が油
路２２のポート４１ａをドレンポート４１ｂに連
通して調圧する。スプール４２の一方のポート４
１ｃには、油路２２から分岐する油路４６により
ライン圧PLが作用する。またスプール４２の他
方には、電気的にライン圧制御する制御ポート４
１ｄが設けられ、機械的に最低ライン圧PLmin
に設定するスプリング４３が付勢される。そして
制御ポート４１ｄには、油路４７により信号油圧
としてライン圧制御用のデユーテイ圧Pdが供給
される。またスプリング４３の端部は調整ねじ４
４を有するブロツク４５で支持され、スプリング
４３の設定荷重を調整して、各部品のバラツキに
よるデユーテイ比Ｄと最低ライン圧PLminの関
係を調整することが可能になつている。 そこでライン圧PL、その有効面積SL、デユー
テイ圧Pd、その有効面積Sd、スプリング荷重Fs
とすると、次式が成立する。 Fs＋Pd・Sd＝PL・SL PL＝（Pd・Sd＋Fs）／SL 従つて、ライン圧PLはスプリング荷重Fsとデ
ユーテイ圧Pdの関数で連続的に変化するように
制御される。特にライン圧PLはデユーテイ圧Pd
に対して、第３図ａに示すように増大関数で制御
される。 変速速度制御弁５０は、弁体５１にスプール５
２が移動可能に挿入され、スプール５２の左右の
移動により油路２２のポート５１ａを油路２３の
ポート５１ｂに連通する給油位置と、ポート５１
ｂをドレンポート５１ｃに連通する排油位置との
間で動作する。スプール５２の一方のポート５１
ｄには油路５３により一定のレデユーシング圧
PRが作用し、他方のポート５１ｅには油路５４
により信号油圧として変速速度制御用のデユーテ
イ圧Pdが作用する。またポート５１ｅでスプー
ル５２に初期設定用のスプリング５５が付勢さ
れ、デユーテイ圧Pdのオンにより排油側に動作
するように構成される。 信号油圧のデユーテイ圧Pdは、レデユーシン
グ圧PRを元圧として電気信号のデユーテイ比に
応じたパルス状に生成される。このためデユーテ
イ圧Pdのオン／オフ比（デユーテイ比）を変化
させることで給油と排油の時間、即ち流入、流出
流量が変化し、変速速度を制御することが可能と
なる。 即ち、変速速度di／dtはプライマリシリンダ９
の流量Ｑの関数であり、流量Ｑはデユーテイ比
Ｄ、ライン圧PL、プライマリ圧Ppの関数である
ため、次式が成立する。 di／dt＝ｆ(Q)＝ｆ（Ｄ、PL、Pp） ここでライン圧PLは変速比ｉとエンジントル
クＴにより制御され、プライマリ圧Ppはライン
圧PLと変速比ｉで決まるので、Ｔを一定と仮定
すると、 di／dt＝ｆ（Ｄ、ｉ） となる。一方、変速速度di／dtは、定常での目標
変速比isと実変速比ｉの偏差に基づいて決められ
るので、次式が成立する。 di／dt＝ｋ（is−ｉ） このことから、各変速比ｉにおいて目標変速比
isを定めて変速速度di／dtを決めてやれば、その
変速速度di／dtと変速比ｉの関係からデユーテイ
比Ｄが求まる。そこで、このデユーテイ比Ｄで変
速速度制御弁５０を動作すれば、変速全域で変速
速度制御できることがわかる。 次いで、信号油圧としてのデユーテイ圧Pdを
生成する回路について説明する。先ず、一定のレ
デユーシング圧PRを発生する回路として、ライ
ン圧油路２２が流量を制限するオリフイス３２を
介して油路３１に分岐し、この油路３１がレデユ
ーシング弁６０に連通される。 レデユーシング弁６０は、弁体６１にスプール
６２が移動可能に挿入され、スプール６２の一方
にスプリング６３が付勢される。また油路３１と
連通する入口ポート６１ａ、出口ポート６１ｂ、
ドレンポート６１ｃを備え、出口ポート６１ｂか
らのレデユーシング圧が油路３３によりスプール
６２のスプリング６３と反対側のポート６１ｄに
作用する。スプリング６３の一方のブロツク６４
は調整ねじなどで移動して、スプリング荷重と共
にレデユーシング圧PRを調整可能になつている。 これによりライン圧PLがオリフイス３２によ
り制限してポート６１ａに供給され、油路３３の
レデユーシング圧PRが低下すると、スプリング
６３によりスプール６２がポート６１ａと６１ｂ
とを連通してライン圧PLを導入する。またポー
ト６１ｄの油圧の上昇により、スプール６２が戻
されポート６１ｂと６１ｃとを連通してレデユー
シング圧PRを減じる。こうしてレデユーシング
圧PRの低下分だけライン圧PLを補給し、常にス
プリング６３の荷重と等しい一定のレデユーシン
グ圧PRを発生する。 このレデユーシング圧PRの油路３３は、オリ
フイス３４を介してライン圧制御用ソレノイド弁
６５、アキユムレータ６６及びデユーテイ圧Pd
の油路３７に連通される。そしてソレノイド弁６
５がデユーテイ信号により一定のレデユーシング
圧PRを断続的に排油してパルス状の油圧を生成
し、この油圧をアキユムレータ６６で所定のレベ
ルのデユーテイ圧Pdに平滑化して油路３７によ
りライン圧制御弁４０に供給する。 また油路３３のオリフイス３４の上流側から油
路５３が分岐し、油路５３の途中からオリフイス
３５を有して変速速度制御用ソレノイド弁６７と
油路５４に連通される。そしてソレノイド弁６７
がデユーテイ信号により同様にデユーテイ圧Pd
を生成し、このデユーテイ圧Pdを油路５４によ
りそのまま変速速度制御弁５０に供給する。 ソレノイド弁６５は、車両停止時のポンプ損失
を低減するため、デユーテイ信号のオフで圧力を
生じ、オンで排油する構成である。そしてデユー
テイ比Ｄに対してデユーテイ圧Pdが、第３図ｂ
のように減少関数で設定される。このためデユー
テイ比Ｄに対しライン圧PLは、第３図ｃのよう
に減少関数で変化した特性となる。そこでデユー
テイ比Ｄが０％の最も排油の少ない場合に最大ラ
イン圧PLmaxになり、デユーテイ比Ｄが100％の
最も排油する場合に最低ライン圧PLminになり、
この最低ライン圧PLminはライン圧制御弁４０
のスプリング４３の荷重のみで決まる。 ソレノイド弁６７も同様の構成であるため、デ
ユーテイ比が大きい場合は変速速度制御弁５０を
給油位置に切換える時間が長くなつてシフトアツ
プさせ、逆の場合は排油位置に切換える時間が長
くなつてシフトダウンする。そしてis−ｉの偏差
が大きいほどデユーテイ比Ｄの変化が大きいこと
で、変速スピードを速く制御する。 更に、制御ユニツト７０を含む電気制御系につ
いて説明すると、プライマリプーリ回転数センサ
７１、セカンダリプーリ回転数センサ７２、スロ
ツトル開度センサ７３、エンジン回転数センサ７
４を有する。そしてこれらセンサ信号が制御ユニ
ツト７０に入力する。 制御ユニツト７０においてライン圧制御系につ
いて説明すると、例えばエンジン回転数とスロツ
トル開度によりエンジントルクＴを設定し、プラ
イマリプーリ回転数とセカンダリプーリ回転数に
より実際の変速比ｉを算出する。ここでプーリと
ベルトにより一定トルクをベルトスリツプを生じ
ないで伝達するのに必要な最小ライン圧、即ち必
要ライン圧PLuが第３図ｄの実線のように変速比
に対して増大関数で設定される。そこで必要ライ
ン圧PLuとエンジントルクＴにより目標ライン圧
PLtを算出し、目標ライン圧PLtに応じた操作量
としてのデユーテイ比Ｄを、第３図ｃのように減
少関数的に設定してソレノイド弁６５に出力す
る。尚、変速比ｉのみに関してはデユーテイ比Ｄ
が、第３図ｄの破線のように減少関数で設定され
る。 また変速制御系について説明すると、目標変速
比isと実変速比ｉの偏差に基づいて変速速度di／
dtを算出する。これらdi／dt、ｉの関係で操作量
としてのデユーテイ比Ｄを設定して、このデユー
テイ信号をソレノイド弁６７に出力する。 次に、この実施例の作用について説明する。 先ず、エンジン１の運転によりオイルポンプ２
１が駆動し、油路２２のライン圧PLはセカンダ
リシリンダ１０にのみ供給されて、変速比最大の
低速段になる。このときライン圧PLを用いたレ
デユーシング弁６０により一定のレデユーシング
圧PRが取出され、このレデユーシング圧PRが各
ソレノイド弁６５，６７に導かれて、電子的にラ
イン圧及び変速制御することが可能になる。 そこで車両停止のアイドリング時では、変速比
ｉが最大であるため制御ユニツト７０から小さい
デユーテイ比Ｄの信号がソレノイド弁６５に出力
する。このためソレノイド弁６５の排油量が少な
くなつて大きいデユーテイ圧Pdに変換され、こ
のデユーテイ圧Pdがライン圧制御弁４０のポー
ト４１ｄに導入する。そこでライン圧制御弁４０
では、最低ライン圧PLminを設定するスプリン
グ４３の荷重とデユーテイ圧Pdとがライン圧PL
を高くする方向に作用して、ライン圧PLは高く
制御される。この場合に、エンジンのアイドリン
グ運転でポンプ効率の最も低い条件であるが、ソ
レノイド弁６５による排油が非常に少なくて、ポ
ンプ損失が低減される。 また発進や加速時にエンジントルクＴが大きく
なると、目標ライン圧PLtに応じて小さいデユー
テイ比Ｄの信号が出力する。このため上述と同様
に大きいデユーテイ圧Pdによりライン圧制御弁
４０でライン圧PLが高く制御される。 更に、車速の上昇により変速制御が開始して変
速比ｉが小さくなり、エンジントルクＴも小さく
なると、大きいデユーテイ比Ｄの信号が出力す
る。このためソレノイド弁６５では排油量の増大
でデユーテイ圧Pdが低くなり、ライン圧制御弁
４０においてライン圧PLは順次低く制御される。
この場合に最小変速比で最小エンジントルクの場
合は、デユーテイ圧Pdが略零になり、スプリン
グ荷重で最低ライン圧PLminに制御される。 こうしてライン圧PLは変速比ｉの小さい高速
段ほど低く、エンジントルクＴの大きいほど高く
連続的に電子制御され、プーリとベルトの伝達ト
ルクに対応する。このためライン圧PLによりベ
ルトスリツプを生じない必要最小限のプーリ押付
け力が付与される。 一方、発進後は、制御ユニツト７０において更
にis−ｉにより変速速度di／dtが算出され、この
di／dtとｉの関係で設定されるデユーテイ比Ｄの
信号がソレノイド弁６７に出力してデユーテイ圧
Pdに変換される。そしてこのデユーテイ圧Pdが
変速速度制御弁５０に導入して動作し、プライマ
リシリンダ９にライン圧PLを所定の流量で給排
油してプライマリ圧Ppを変化する。そこで目標
変速比isに実際の変速比ｉが追従して、運転、走
行状態に応じて適正に変速制御され、この場合に
過渡状態のようにis−ｉが大きいほど速い変速ス
ピードで変速される。

【発明の効果】

以上に説明したように本発明によると、無段変
速機で電子的にライン圧制御する油圧制御装置に
おいて、制御ユニツトの電気信号をソレノイド弁
により信号油圧に変換し、この信号油圧をライン
圧制御弁に作用して電子制御するように構成され
るので、大型の電磁アクチユエータが不要になつ
て、バルブ構造だ簡素化する。ソレノイド弁には
ライン圧が流量制限手段を介して分岐した油路に
より供給されるので、信号油圧の元圧を常に確保
することができる。 ライン圧制御弁は例えば最低ライン圧を設定す
るスプリングの荷重と制御ポートの信号油圧の関
数で制御する構成であるから、信号油圧によりラ
イン圧を所定の領域で適正に電子制御することが
できる。調整ねじによりスプリング荷重が調整さ
れ、部品のバラツキ等に対して最低ライ圧を常に
一定に設定できるので、ライン圧のフイードバツ
ク制御が不必要になる。 制御ユニツトは目標ライ圧に対して減少関数で
設定した操作量の電気信号を出力し、ソレノイド
弁はこの電気信号に対して信号油圧を減少関数で
発生し、ライン圧制御弁は信号油圧に対してライ
ン圧を増大関数の特性で制御する構成であるか
ら、車両停車のアイドルリング時にソレノイド弁
の排油量を少なくして高いライン圧に制御するこ
とができ、ポンプ損失が低減する。このためオイ
ルポンプは、容量の小さいものを採用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適応される無段変速機の概略
を示す構成図、第２図は本発明の油圧制御装置の
実施例を示す油圧と電気の回路図、第３図ａない
しｂは電気信号の操作量、信号油圧、ライン圧、
必要ライン圧の特性を示す図である。 ４……無段変速機、５……主軸、１１……駆動
ベルト、６……副軸、７……プライマリプーリ、
７ａ……プーリ可動側半体、８……セカンダリプ
ーリ、９……プライマリシリンダ、１０……セカ
ンダリシリンダ、２１……オイルポンプ、２２，
２３，３１……油路、３２……オリフイス、４０
……ライン圧制御弁、５０……変速速度制御弁、
４１ｄ……制御ポート、４３……スプリング、６
５……ソレノイド弁、７０……制御ユニツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン側の主軸にプーリ間隔可変のプライ
   マリプーリが設けられ、主軸に平行配置される車
   輪側の副軸にプーリ間隔可変のセカンダリプーリ
   が設けられ、両プーリの間に駆動ベルトが巻回さ
   れ、油圧源からの油路にライン圧を制御してその
   ライン圧をセカンダリプーリのシリンダに供給し
   てプーリ押付け力を付与するライン圧制御弁が設
   けられ、プライマリプーリのシリンダへの油路に
   ライン圧を給排油してプライマリ圧を変化する変
   速速度制御弁が設けられ、プライマリ圧により両
   プーリに対する駆動ベルトの巻付け径の比を変化
   して無段階に変速する無段変速機において、 上記ライン圧制御弁４０は所定のライン圧を設
   定するスプリング４３と制御ポート４１ｄとを有
   し、ライン圧油路２２から流量制限手段３２を有
   して分岐する油路３１がソレノイド弁６５と制御
   ポート４１ｄに連通され、制御ユニツト７０の電
   気信号をソレノイド弁６５に出力して信号油圧を
   生成し、この信号油圧をライン圧制御弁４０の制
   御ポート４１ｄに導入して、ライン圧をスプリン
   グ荷重と信号油圧の関数で可変制御するように構
   成すると共に、 上記制御ユニツト７０はエンジントルクと変速
   比に基づいて算出される目標ライン圧に対して減
   少関数で設定した操作量の電気信号を出力するよ
   うに構成し、上記ソレノイド弁６５はこの電気信
   号に対して信号油圧を減少関数の特性で発生する
   ように構成し、上記ライン圧制御弁４０はこの信
   号油圧に対してライン圧を増大関数の特性で制御
   して、電気信号の操作量に対してはライン圧を減
   少関数の特性で制御するように構成することを特
   徴とする無段変速機の油圧制御装置。