JPH07117147B2 - 車両用無段変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、車両用無段変速機の油圧制御装置に関し、特
に、カーブの多い登坂路もしくは降坂路における運転性
を改善する技術に関するものである。

従来技術 エンジンの回転を無段階に変速して駆動輪へ伝達する車
両用無段変速機が知られており、このような無段変速機
を搭載した車両は、走行に際してエンジンの燃費率の高
い運転条件を選択できるため、従来の有段変速機を搭載
した車両に比べて高い燃料消費効率が得られ、しかも、
無段階に速度比（出力軸回転速度／入力軸回転速度）が
変化させられるため、変速ショックが生じない利点があ
る。このような車両用無段変速機の速度比を制御するた
めの制御装置が従来より多く提案されており、その基本
となるものは、たとえば、アクセル操作量等、運転者の
加減速操作意志を表す量に基づいて最適燃費率を得るた
めに予め求められた関係から目標回転速度あるいは目標
速度比を決定しその目標回転速度あるいは目標速度比と
無段変速機の実際の入力軸回転速度あるいは速度比とが
一致するように制御するものである。このような無段変
速機の制御装置においては、一般に平坦路を中心に燃費
率と運転性とを考慮して実際の入力軸回転速度あるいは
速度比が目標値と一致するように所定の変化速度にて変
化させられる。

かかる従来の制御装置においては、無段変速機の変化速
度の設定も平坦路を中心にして設定されているため、山
間路等のカーブや坂の多い走行路では、車両の加速応答
性が悪く、十分な運転性が得られない場合があった。

これに対し、車両の降坂走行時にエンジンブレーキを作
用させる技術（特開昭58−191359号）や車両の登坂走行
時に目標速度比を小さく修正する技術（特開昭58−1808
64号）等が提案されている。

発明が解決すべき問題点 しかしながら、かかる従来の技術によっても、たとえば
山間路等のカーブが多くしかも上り坂や下り坂が多い道
路を走行中であって頻繁に加減速操作を繰り返さなけれ
ばならない場合では、目標速度比の修正よりも速度比を
変化させる速度比変化速度が問題となる。すなわち、カ
ーブを伴った登坂路を走行する場合では、車両がカーブ
にさしかかったとき通常は運転者によってアクセルペダ
ルが戻される。この場合、速度比は平坦路を前提として
定められた変化速度で比較的速く速度比の大きい方向へ
変化させられるが、続いて登坂走行に移った時点ではか
なり大きな速度比となっているため、駆動力が不足し
て、運転者はアクセルペダルを大きく操作しなければな
らなくなる。また、上記時点以降、速度比を小さくする
方向の変化速度も平坦路を前提として設定される値では
遅すぎるため、スロットル開度を大きく保たねばならな
い。一方、カーブを伴った降坂路においてカーブを抜け
るとき、通常運転者はカーブでの減速を補うため、加速
操作する。このとき、前述の場合と同様の理由から、必
要以上に速度比が小さくなりすぎ、定常走行に入る時点
ではアクセルペダルを戻さねばならなくなる。したがっ
て、従来の制御装置では、速度比の変化幅が不要に大き
くなるので、山間路等、カーブが多くしかも上り坂、下
り坂の多い走行路ではアクセルペダル操作を頻繁に行わ
なければならず、運転性が悪化し、しかも十分な燃費消
費効率が得られなかったのである。

問題点を解決するための手段 本発明は、以上の事情を背景として為されたものであ
り、その要旨とするところは、エンジンの回転を無段階
に変速して駆動輪へ伝達する車両用無段変速機におい
て、その無段変速機の速度比を変化させる油圧アクチュ
エータに作動油を供給し或いは該油圧アクチュエータ内
の作動油を排出させることにより速度比を調節する油圧
制御装置であって、前記油圧アクチュエータに対する作
動油供給路、および該油圧アクチュエータからの作動油
排出路の少なくとも一方に設けられ、走行路勾配に応答
して、前記作動油供給路においては、前記車両の登坂路
であれば平坦路に比べ流通断面積を小さくするとともに
降坂路であれば平坦路に比べ流通断面積を大きくし、前
記作動油排出路においては、登坂路であれば平坦路に比
べ流通断面積を大きくするとともに降坂路であれば平坦
路に比べ流通断面積を小さくすることにより、前記無段
変速機の速度比変化速度を前記走行路勾配に応じて変化
させる可変絞り弁装置を含むことにある。

作用および発明の効果 このようにすれば、可変絞り弁装置が、車両の走行路勾
配に応答して、前記作動油供給路において、前記車両の
登坂路であれば平坦路に比べ流通断面積を小さくすると
ともに降坂路であれば平坦路に比べ流通断面積を大きく
し、前記作動油排出路においては、登坂路であれば平坦
路に比べ流通断面積を大きくするとともに降坂路であれ
ば平坦路に比べ流通断面積を小さくすることにより、作
動油供給路および作動油排出路の流通量を走行路勾配に
応じて変化させて、前記無段変速機の速度比変化速度を
前記走行路勾配に応じて変化させるので、カーブがあり
しかも上り勾配および下り勾配がある走行路において走
行路勾配に応じた最適の変化速度にて無段変速機の速度
比が変化させられる。それ故、速度比の変化幅が全体と
して小さくなり、アクセルペダル操作が軽減されるとと
もに、車両の運転性および燃料消費効率が好適に改善さ
れるのである。

前記可変絞り弁装置は、好適には、前記油圧アクチュエ
ータに対する作動油供給路、および該油圧アクチュエー
タからの作動油排出路の少なくとも一方に設けられて該
作動油供給路および作動油排出路の少なくとも一方にお
ける流通断面積を変化させる絞り弁と、前記車両の走行
路勾配に応答して移動することにより該絞り弁を駆動す
る重りを有する勾配感知部とを備えて構成される。

また、好適には、前記絞り弁は軸方向に移動自在に設け
られたスプールを備えたものであり、前記勾配感知部の
重りは、前記車両の前後方向において移動自在に設けら
れて該車両の傾斜に応じて移動することにより前記スプ
ールを駆動するように構成される。

また、前記勾配感知部は、好適には、その重りが車両の
急な加減速に従って移動することを抑制する制御手段を
備えて構成される。

実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図において、エンジン10には磁粉式電磁クラッチ、
遠心クラッチ等のクラッチ12を介してベルト式無段変速
機14が連結されており、エンジン10の回転がベルト式無
段変速機14によって無段階に変速された後、図示しない
差動減速機等を経て駆動輪に伝達されるようになってい
る。ベルト式無段変速機14は、クラッチ12に連結された
入力軸16と、その入力軸16に取り付けられた有効径が可
変な可変プーリ18と、出力軸20と、出力軸20に取り付け
られた有効径が可変な可変プーリ22と、可変プーリ18お
よび22間に掛け渡された伝動ベルト24と、可変プーリ18
および22のＶ溝幅を変更して有効径を変化させる油圧シ
リンダ26および28とを備えている。可変プーリ18および
22はそれぞれ入力軸16および出力軸20に固定された固定
回転体30および32と、入力軸16および出力軸20に軸方向
の移動可能かつ軸まわりに回転不能にそれぞれ取り付け
られて固定回転体30および32との間にＶ溝をそれぞれ形
成する可動回転体34および36とから成り、それら可動回
転体34および36が油圧シリンダ26および28内のスペース
に作用させられる油圧によって、軸方向に駆動させられ
ることにより、伝動ベルト24の掛り径（有効径）が連続
的に変化させられるようになっている。そして、油圧シ
リンダ28には常時ライン油圧が供給されるとともに、油
圧シリンダ26内の作動油量（油圧）が速度比制御弁38に
よって調節されることにより、可動回転体34および36に
作用させられる力のバランスが変更されて、無段変速機
の入力軸16および出力軸20の速度比が変化させられるよ
うになっている。

ライン油圧はオイルタンク40からポンプ42によって圧送
された作動油がライン油圧調圧弁44によって調圧される
ことによって得られ、ライン油路46を介して速度比制御
弁38および油圧シリンダ28に供給されている。ライン油
圧調圧弁44は、後述の調圧信号SPによって駆動されるリ
ニアソレノイドと、そのリニアソレノイドによって駆動
される弁子とを備え、ポンプ42から圧送される作動油の
オイルタンク40への逃がし弁を調圧信号SPに従って変化
させることにより、ライン油圧を調圧する。速度比制御
弁38は、流入側流量制御サーボ弁38Aおよび流出側流量
制御サーボ弁38Bから構成され、それらサーボ弁38Aおよ
び38Bは後述の速度比信号SS1およびSS2によってそれぞ
れ駆動されるリニアソレノイドとそのリニアソレノイド
によってそれぞれ駆動される弁子とをそれぞれ備えてい
る。流入側流量制御サーボ弁38Aは、油圧シリンダ26に
連通する油路48とライン油路46とを連通させてその流通
面積を変化させることにより油圧シリンダ26への作動油
量を調節する。一方、流出側流量制御サーボ弁38Bは油
路48とオイルタンク40への戻り油路50とを連通させてそ
の流通面積を変化させることにより、油圧シリンダ26内
の作動油排出量を調節する。すなわち、流入側流量制御
サーボ弁38Aおよび流出側流量制御サーボ弁38Bによって
油路48とライン油路46および油路50との連通がそれぞれ
遮断されて油圧シリンダ26内の作動油量が一定とされた
状態においては速度比が固定される一方、流入側流量制
御サーボ弁38Aによって油路48とライン油路46とが連通
させられた状態においては、油圧シリンダ26内の作動油
量が増加させられて、可変プーリ18の有効径が大きくさ
れるとともに可変プーリ22の有効径が小さくされ、前記
速度比信号SS1の大きさに応じた変化速度で速度比が増
加させられる。反対に、流出側流量制御サーボ弁38Bに
よって油路48と戻り油路50とが連通させられると、速度
比信号SS2の大きさに応じた変化速度で速度比が減少さ
せられるのである。

そして、前記エンジン10の吸気配管にはアクセルペダル
52の操作と連動して開閉させられるスロットル弁54が取
り付けられており、そのスロットル弁54に取り付けられ
たスロットルセンサ56によってスロットル弁54の開度θ
_THに対応した電圧であるスロットル信号THがマイクロコ
ンピュータ58に供給される。また、車両には、走行路面
勾配を検出するための傾斜計60が設けられており、走行
路面勾配θを表す傾斜信号SKがマイクロコンピュータ58
に供給される。そして、入力軸16および出力軸20には、
それらの回転速度を検出するための回転センサ62および
64がそれぞれ設けられており、回転センサ62および64か
らは入力軸16および出力軸20の回転に対応したパルス状
の回転信号SIおよびSOがマイクロコンピュータ58にそれ
ぞれ供給されるようになっている。

マイクロコンピュータ58は、CPU、RAM、ROM、A/Dコンバ
ータおよびインターフェース等を備え、CPUはROMに予め
記憶されたプログラムに従ってRAMの記憶機能を利用し
つつ供給される入力信号を処理し、実際の速度比を目標
の速度比と一致させるための速度比信号SS1およびSS2を
流量制御サーボ弁38Aおよび38Bへ出力するとともに、ラ
イン油圧の圧力を示す調圧信号SPをライン油圧調圧弁44
へ出力する。この速度比信号SS1およびSS2は速度比変化
方向および速度比変化速度をそれぞれ表す電圧信号であ
り、実際の速度比が予め求められた関係から燃費率およ
び運転性が最適となるように決定された目標の速度比と
一致したときに「０」とされる。また、ライン油圧調圧
弁44に供給される調圧信号SPは、予め求められた関係か
らエンジン10の出力トルクTeおよび実際の速度比ｅに基
づいて決定され、ライン油圧が伝動ベルト24と可変プー
リ18、22との間ですべりが生じない範囲で必要かつ十分
に制御され、動力損失が可及的に小さくされるようにな
っている。

以上のように構成された油圧制御回路において、速度比
制御弁38へ作動油を供給するライン油路46、すなわち油
圧シリンダ26への作動油供給路、および速度比制御弁38
から作動油を排出する戻り油路50、すなわち油圧シリン
ダ26からの作動油排出路には、可変絞り弁装置70が設け
られている。

すなわち、第２図に示すように、可変絞り弁装置70は、
ライン油路46と連通して上記作動油供給路の一部を構成
する第１流通路72、および戻り油路50と連通して上記作
動油排出路の一部を構成する第２流通路74を備えたバル
ブハウジング75と、ランド部77を有し、そのバルブハウ
ジング75内において上記第１流通路72および第２流通路
74と直交する方向に移動可能に設けられ、中立位置では
第１流通路72および第２流通路74に同様の流通抵抗を付
与するが、第１流通路72および第２流通路74の内、移動
方向側の流通断面積を小さくすることにより流通抵抗を
高めると同時に反対側の流通断面積を大きくすることに
より流通抵抗を低めるスプール76と、上記バルブハウジ
ング75内のスプール76の端部と隣接した位置においてス
プール76と同様の移動方向の移動自在に設けられた重り
78と、重り78の移動方向が水平であるとき上記スプール
76を中立位置に位置させる一対にスプリング80、82とを
備えている。そして、上記可変絞り弁装置70は、重り78
が車両の前方側となり、しかもその重り78の移動方向が
車両の前後方向であって車両が平坦地にある時水平とな
るように、車両に取り付けられている。なお、ハウジン
グ75には、収容室86に収容された重り78の動きを許容す
るとともにその動きに適度の制動作用を付与することに
より平坦路における車両の急な加減速の影響を受け難く
するように断面積が決定された連通路84が設けられてい
る。したがって、この連通路84は重り78の制動手段を構
成している。また、その重り78および平坦路ではこれを
中立位置に保持させるスプリング80、82は勾配感知部を
構成している。

上記可変絞り弁装置70は第３図に示すように構成されて
もよい。すなわち、スプール76には環状溝88が形成され
るとともに、ハウジング75にはその環状溝88内の側壁面
と択一的に当接可能なようにストッパリング90が取り付
けられている。そのストッパリング90はスプール76のス
トロークを必要な範囲内に限定するものである。

以下、本実施例の作用効果を第３図に示す可変絞り装置
70について説明する。

車両の走行路が平坦であるときは、スプリング80および
82の付勢力が平行する位置に重り78およびスプール76が
位置決めされるので、絞り弁として機能するスプール76
はその中立位置に位置決めされて前記第１流通路72およ
び第２流通路74に同様の流通抵抗を付与する。第３図は
この状態を示す。

車両の走行路が正となると、すなわち登坂路となると、
主として重り78に作用する重力にしたがって重り78が車
両の後方に向かってスプリング80側に移動させられるの
で、第１流通路72が絞り込まれるとともに第２流通路74
が一層開かれる。第４図はこの状態を示す。これによ
り、平坦路に比較して、専ら速度比を変化させる油圧シ
リンダ26へ供給される作動油の流通抵抗が増加するとと
もに、油圧シリンダ26から排出される作動油の流通抵抗
が緩和されるので、ベルト式無段変速機14の速度比の増
加方向の変化速度が小さくされるとともに減少方向の変
化速度が大きくされる。この結果、たとえばカーブを伴
った登坂路を走行する場合には、車両がカーブにさしか
かったとき通常は運転者によってアクセルペダルが戻さ
れる。このとき、油圧シリンダ26への作動油の流通抵抗
が大きくされているので、速度比は平坦路のときよりも
低い変化速度で比較的ゆっくりと速度比増加方向へ変化
させられる。続いて登坂走行に移った時点ではそれほど
大きな速度比となっていないため、駆動力が比較的十分
に得られて、運転者はアクセルペダルを大きく操作する
必要がない。そして、その時点以降において、油圧シリ
ンダ26から流出させられる作動油の流通抵抗が小さくさ
れて速度比を小さくする方向の変化速度が平坦路よりも
高くなっているため、スロットル開度をそれほど大きく
保つ必要がない。したがって、車両の登坂時において、
速度比の変化幅が不要に大きくなることがないので、ア
クセルペダル操作を頻繁に行わなくても良く、好適な運
転性および燃料消費効率が得られるものである。

一方、車両の走行路が負となると、すなわち降坂路とな
ると、重り78に作用する重力にしたがって重り78が車両
の前方に向かってスプリング82側に移動させられるの
で、平坦路に比較して第２流通路74が絞り込まれるとと
もに第１流通路72が更に開かれる。第４図はこの状態を
示す。これにより、平坦路に比較して、速度比を調節す
る油圧シリンダ26から排出される作動油の流通抵抗が増
加するとともに、油圧シリンダ26へ供給される作動油の
流通抵抗が緩和されるので、ベルト式無段変速機14の速
度比の減少方向の変化速度が小さくされるとともに増加
方向の変化速度が大きくされる。この結果、たとえばカ
ーブを伴った降坂路においてカーブを抜けるとき、通常
運転者はカーブでの減速を補うため加速操作するが、上
述のように速度比変化速度が減少方向において低く増加
方向において高くされているので、カーブを抜けた後で
のアクセル操作時に速度比が必要以上に小さくなりすぎ
ることがなく、その後定常走行に移った時点ではアクセ
ルペダルを戻す必要がない。したがって、車両の降坂時
においても、速度比の変化幅が不要に大きくなることが
ないので、アクセルペダル操作を頻繁に行わなくても良
く、好適な運転性および燃料消費効率が得られるのであ
る。

このように本実施例によれば、可変絞り弁装置70が、油
圧シリンダ26に対する作動油供給路の一部を構成する第
１流通路72、および油圧シリンダ26からの作動油排出路
の一部を構成する第２流通路74の少なくとも一方に設け
られ、走行路勾配に応答して、第１流通路72において
は、登坂路であれば平坦路に比べ第１流通路72の流通量
を少なくするとともに降坂路であれば平坦路に比べ第１
流通路72の流通量を多くし、第２流通路74においては、
登坂路であれば平坦路に比べ第２流通路74の流通量を多
くするとともに降坂路であれば平坦路に比べ第２流通路
74の流通量を少なくし、車両の走行路勾配に応答して第
１流通路72および第２流通路74の少なくとも一方におけ
る流通量を変化させることによりベルト式無段変速機14
の速度比変化速度が変化させられるので、カーブがあり
しかも上り勾配および下り勾配がある走行路において、
速度比の変化幅が全体として小さくなり、アクセルペダ
ル操作が軽減されるとともに、車両の運転性および燃料
消費効率が好適に改善されるのである。

また、本実施例によれば、連通路84が制動手段として機
能するので、車両の急な加減速時における重り78の移動
が好適に抑制される利点がある。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、
本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、可変絞り装置70は、第６図に示すように、速
度比制御弁38と油圧シリンダ26との間の油路に設けられ
ていても良い。

また、前述の実施例において、可変絞り弁装置70は油圧
シリンダ26に対する作動油供給路および作動油排出路に
設けられているが、それら作動油供給路および作動油排
出路の一方に設けられていても、速度比変化方向の内の
一方の変化速度が走行路勾配に応じた適切な値とされる
ので、一応の効果が得られるのである。

また、前述の実施例において、２つの流通路、すなわち
第１流通路72および第２流通路74を絞る一個の可変絞り
弁装置70が油圧シリンダ26に対する作動油供給路および
作動油排出路に設けられているが、１つの流通路を絞る
２個の可変絞り弁装置が油圧シリンダ26に対する作動油
供給路および作動油排出路にそれぞれ設けられていても
良いのである。

なお、上述したのは、あくまでも本発明の一実施例であ
り、本発明はその精神を逸脱しない範囲において種々変
更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を説明する油圧回路図
である。第２図は第１図の油圧回路図に含まれる可変絞
り弁装置の構成を説明する断面図である。第３図は可変
絞り弁装置の他の例を示す第２図に相当する図である。
第４図および第５図は第３図の可変絞り弁装置の作動状
態を示す図である。第６図は本発明の他の油圧回路例の
要部を示す図である。 10…エンジン 14…ベルト式無段変速機（無段変速機） 26…油圧シリンダ（油圧アクチュエータ） 70…可変絞り弁装置 72…第１流通路（作動油供給路） 74…第２流通路（作動油排出路） 76…スプール（絞り弁） 78…重り（勾配感知部） 80,82…スプリング（勾配感知部） 84…連通路（制御手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの回転を無段階に変速して駆動輪
   へ伝達する車両用無段変速機において、該無段変速機の
   速度比を変化させる油圧アクチュエータに作動油を供給
   し或いは該油圧アクチュエータ内の作動油を排出させる
   ことにより該速度比を調節する油圧制御装置であって、 前記油圧アクチュエータに対する作動油供給路、および
   該油圧アクチュエータからの作動油排出路の少なくとも
   一方に設けられ、走行路勾配に応答して、前記作動油供
   給路においては、前記車両の登坂路であれば平坦路に比
   べ流通断面積を小さくするとともに降坂路であれば平坦
   路に比べ流通断面積を大きくし、前記作動油排出路にお
   いては、登坂路であれば平坦路に比べ流通断面積を大き
   くするとともに降坂路であれば平坦路に比べ流通断面積
   を小さくすることにより、前記無段変速機の速度比変化
   速度を前記走行路勾配に応じて変化させる可変絞り弁装
   置を含むことを特徴とする車両用無段変速機の油圧制御
   装置。
2. 【請求項２】前記可変絞り弁装置は、前記油圧アクチュ
   エータに対する作動油供給路、および該油圧アクチュエ
   ータからの作動油排出路の少なくとも一方に設けられて
   該作動油供給路および作動油排出路の少なくとも一方に
   おける流通断面積を変化させる絞り弁と、前記車両の走
   行路勾配に応答して移動することにより該絞り弁を駆動
   する重りを有する勾配感知部とを備えたものである特許
   請求の範囲第１項に記載の車両用無段変速機の油圧制御
   装置。
3. 【請求項３】前記絞り弁は軸方向に移動自在に設けられ
   たスプールを備えたものであり、前記勾配感知部の重り
   は、前記車両の前後方向において移動自在に設けられて
   該車両の傾斜に応じて移動することにより前記スプール
   を駆動するものである特許請求の範囲第２項に記載の車
   両用無段変速機の油圧制御装置。
4. 【請求項４】前記勾配感知部は、その重りが車両の急な
   加減速に従って移動することを抑制する制動手段を備え
   たものである特許請求の範囲第２項または第３項に記載
   の車両用無段変速機の油圧制御装置。