JPH084864A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ドリブンプーリを制御するソレノイドバルブが
故障した時の走行の安全性を高めるフェイルセイフ機構
を備えた、簡易で小型化された無段変速機の制御装置を
提供する。 【構成】ドライブプーリ径を制御する第１の制御用ソレ
ノイドバルブと、ドリブンプーリ径を制御する第２の制
御用ソレノイドバルブと、を備え、前記第２の制御用ソ
レノイドバルブの故障を検知した場合、車速が所定値を
超える時は、前記ドライブプーリ径を故障発生時の径よ
りも拡大あるいは所定の最大径とし、車速が所定値以下
である時は、前記ドライブプーリ径を所定の最小径とす
る無段変速機の制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無段変速機の制御装置
に関し、特にドライブプーリが故障しても車両走行の安
全性を確保する制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無段変速機を備えた車両の駆動伝達系
は、エンジンに直結する駆動シャフトと、ダンパ機構を
介して駆動シャフトからの駆動力が伝達される駆動シャ
フトと、被動シャフトに連結し、シフトポジションによ
り駆動力伝達のオン／オフ及び運転方向を変えるための
クラッチ機構と、クラッチ機構に連結して車速、スロッ
トル開度等に応じて変速するための無段変速機と、無段
変速機に連結して無段変速機で変換された回転数をさら
に減速して駆動力を増幅するディファレンシャルギア
と、ディファレンシャルギアに連結して車輪を回転させ
る車軸を備えている。

【０００３】この無段変速機は、クラッチ側に連結する
ドライブプーリと、ディファレンシャルギア側に連結す
るドリブンプーリを備え、両プーリ間はＶベルトによっ
て連結され駆動力が伝達される。

【０００４】無段変速の方法は、各プーリ間の溝幅を可
変することによって各プーリ径に対するＶベルトの係合
する位置を変えて行なう。

【０００５】各プーリ間の溝幅を可変する手段として
は、各プーリにシリンダ及びピストンを設け、シリンダ
へ供給する油圧を制御しピストンを摺動させることによ
り溝幅（プーリ径）を可変している。シリンダへ供給す
る油圧の制御は、制御用ソレノイドバルブによって行な
われる。

【０００６】このような無段変速機は、始動時に大トル
クを得るために、ドライブプーリ側の制御用ソレノイド
バルブにはノーマルオープンのものを用いて、停車時に
最小のドライブプーリ径（最大のドライブプーリ溝幅）
をとり、一方、ドリブン側の制御用ソレノイドバルブに
はノーマルクローズのものを用いて、停車時に最大のド
リブンプーリ径（最小のドリブンプーリ溝幅）をとり、
停車時の無段変速機の変速比をロー側に保っている。

【０００７】従来、例えば特開平4-203670号公報には、
ドライブプーリ又はドリブンプーリを制御するメインの
ソレノイドバルブとサブのソレノイドバルブが備えら
れ、メインのソレノイドバルブが故障の場合にサブのソ
レノイドバルブに油圧制御を切り替えて、引き続き無段
変速を行なうことができる無段変速機の油圧制御回路が
記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報等で提案される従来の制御装置では、ドリブンプーリ
を制御するソレノイドバルブが故障した時に、このバル
ブはノーマルクローズであるために、ドリブンプーリが
プーリ径を狭める方向に移動して、Ｖベルトが係合して
いるドリブンプーリ径が大きくなり、変速比がロー側に
移行する。このため、急激に車速が低下して走行の安全
性に支障を来たす怖れがあった。

【０００９】また、特に前記特開平4-203670号公報に提
案される無段変速機の油圧制御回路では、ソレノイドバ
ルブの故障による車速の低下を防止するために、２重に
ソレノイドバルブを設けて故障発生時にバルブを切り替
えているが、バルブ切り替え時のタイムラグによる上記
の車速の低下や、装置が複雑化して小型化が難しいとい
う問題を有していた。

【００１０】そこで、本発明は前記問題点を解消し、ド
ライブプーリを制御するソレノイドバルブが故障した時
の走行の安全性を高めるフェイルセイフ機構を備えた、
簡易で小型化された無段変速機の制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の無段変速機の油圧制御装置は、ドライブプ
ーリ及びドリブンプーリの各プーリ径を夫々制御して無
段変速する無段変速機の制御装置において、前記ドライ
ブプーリ径を制御する第１の制御用ソレノイドバルブ
と、ドリブンプーリ径を制御する第２の制御用ソレノイ
ドバルブと、を備え、前記第１の制御用ソレノイドバル
ブの故障を検知した場合、車速が所定値を超える時は、
前記ドライブプーリ径を故障発生時の径よりも拡大ある
いは所定の最大径とし、車側が所定値以下である時は、
前記ドライブプーリ径を所定の最小径とすることを特徴
とする無段変速機の制御装置を提供するものである。

【００１２】また、本発明において好ましくは、第２の
制御用ソレノイドバルブの故障検知時車速が所定値を超
え、さらに、変速比が所定値よりロー側である時、ドラ
イブプーリ径を所定の最大径とすることを特徴とする無
段変速機の制御装置である。

【００１３】

【作用】上記構成のもと本発明の無段変速機の制御装置
においては、ドリブンプーリ径を制御するドリブンプー
リ制御用ソレノイドバルブの、断線、ショート等に起因
する故障の場合でも、ドライブプーリ径を制御する第１
の制御用ソレノイドバルブにより、ドリブンプーリ径を
減少あるいは所定の最小径にして、変速比のロー側への
急な移行を防ぎ、故障発生後車速が所定値より低下した
時、次回発進時に必要なトルクを確保するためにドライ
ブプーリ径を減少あるいは所定の最小値として変速比を
ロー側へ移行させる。

【００１４】これによって、走行時にドリブンプーリ制
御用ソレノイドバルブの故障が発生した場合に、急な減
速が発生することがなく走行の安定性が増し、運転手が
制御装置の発する警報等により故障を認識して、アクセ
ルオフにより車速が減少して所定値以下となった時に、
変速比をロー側にして次回発進トルクを確保できる。

【００１５】

【実施例】図面を参照して、本発明の実施例を説明す
る。

【００１６】図１は、本発明の一実施例の構成を示すブ
ロック線図である。同図において、図示左側の符号１は
エンジンの動力を不図示の駆動輪まで伝達する無段変速
機の伝動装置のスケルトン図を表わし、図示右側の制御
ブロックは無段変速機の油圧制御回路を表わしている。

【００１７】伝動装置１は、エンジンの出力軸にフライ
ホイールダンパ等を介して連結される入力軸２、多板ク
ラッチ３ａ及び多板ブレーキ３ｂより構成される発進用
クラッチ３、クラッチ３を介して入力軸２のトルクが伝
達されるドライブプーリ（駆動プーリ）４、ドリブンプ
ーリ（被駆動プーリ）５のトルクを減速して車軸に伝達
するディファレンシャルギア６から構成されている。

【００１８】また、入力軸２にはエンジンの回転数を検
出する回転センサ１１が備えられ、ドライブプーリ４及
びドリブンプーリ５にはそれぞれの回転数を検出する回
転センサ１２、１３が備えられ、更に、アクセルのオン
／オフ状態を検出する検出器１４、スロットル開度を検
出するセンサ１５、シフトポジションを識別するシフト
ポジション検出器１６が備えられ、これらセンサ等の出
力は制御回路２０に入力される。なお、クラッチ３の出
力軸の回転数は、ドライブプーリ４の回転センサ１２に
よって検出され、車両の速度は回転センサ１３によって
検出されたドリブンプーリ５の回転数と既知のディファ
レレンシャル比及び車輪径より算出される。なお、本実
施例では車速をドリブンプーリ回転数より算出するが、
一般の車輪の回転数を検出する車速センサより車速を算
出することもできる。

【００１９】次に、図１を参照して、油圧制御回路につ
いて説明すると、オイルポンプ２１から吐出される圧油
は、リダクションバルブ２３を介してクラッチ制御弁２
５の入力ポートに入力され、クラッチ制御弁２５は、ソ
レノイドバルブＳＯＬ３からの制御圧によってスプール
位置が移動され、油路Ｌ３からシフトバルブ２６を介し
て発進用クラッチ３へ出力されるクラッチ油圧の調節を
行なう。ソレノイドバルブＳＯＬ３はノーマリオープン
のリニアソレノイドバルブであり、制御回路２０からの
信号により制御される。

【００２０】シフトバルブ２６は、シフト位置（Ｌ、
２、Ｄ、Ｎ、Ｒ、Ｐ）に応じて、スプール位置が可変さ
れてシフト位置に対応する油路を連絡し、クラッチ制御
弁２５からの油路Ｌ３からの圧油を多板クラッチ３ａ又
は多板ブレーキ３ｂの油圧サーボに作用させる。

【００２１】また、リダクションバルブ２３から圧油は
ソレノイドバルブＳＯＬ１に供給され、スプール弁から
構成される変速制御弁２４はソレノイドバルブＳＯＬ１
からの制御圧によって、ドライブプーリ４に出力する油
圧の調節を行なう。ソレノイドバルブＳＯＬ１はノーマ
リオープンのリニアソレノイドバルブであり、制御回路
２０からの信号により制御される。より詳細には、制御
回路２０は、例えば車速とスロットル開度をパラメータ
として、ソレノイドバルブＳＯＬ１に制御信号を供給
し、ドライブプーリ４に出力する油圧を調節してプーリ
幅を可変させて変速比を制御し、所望の燃費、加速性能
を達成する。

【００２２】リダクションバルブ２３から圧油はソレノ
イドバルブＳＯＬ２に供給され、ライン圧を入力するレ
ギュレータバルブ２２はソレノイドバルブＳＯＬ２から
の制御圧によって、ドリブンプーリ５に出力する油圧の
調節を行なう。ソレノイドバルブＳＯＬ２はノーマリク
ローズのリニアソレノイドバルブであり、制御回路２０
からの信号により制御される。より詳細には、制御回路
２０は、ベルトスリップが生じないために必要なプーリ
の押圧力を、トルクと変速比に対応してマップから求
め、ソレノイドバルブＳＯＬ２に制御信号を供給し、ド
リブンプーリ５に出力する油圧を制御する。

【００２３】発進用クラッチ３は、クラッチ制御弁２５
からのクラッチ圧により多板クラッチ３ａが係合する
と、入力軸２と一体回転するサンギアＳａとキャリアＣ
ａとが直結され、これにより、入力軸２のトルクがキャ
リアＣａに直結したドライブプーリ４に減速比１で伝達
され、前進発進用クラッチとして作用する。

【００２４】又、クラッチ制御弁２５からのクラッチ圧
により多板ブレーキ３ｂが係合すると、リングギアＬｉ
がブレーキハウジングに固定され、これにより、入力軸
２のトルクがサンギアＳａからプラネタリピニオンに伝
達されてキャリアＣａが所定の減速比で逆転されること
となって、後進発進用クラッチとして作用する。

【００２５】Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｐ（パーキン
グ）レンジでは、クラッチ３ａとブレーキ３ｂはともに
解放状態とされ、エンジンのトルクはドライブプーリ４
に伝達されない。

【００２６】図２は、図１の伝達装置１の機構を示す断
面図である。前進用クラッチ３ａの油圧は、貫通孔１０
ａ、１０ｂを油路としてシリンダ８ａ、８ｂに導入さ
れ、係合時には油圧が増加されピストン９ａ、９ｂが摺
動して、交互に配設された複数の摩擦材とプレートを係
合させることで、エンジンからのトルクを発進用クラッ
チ３（多板クラッチ３ａ又は多板ブレーキ３ｂ）を介し
てドライブプーリ４に伝達する。尚、この発進用クラッ
チ３の伝達トルクは、ピストン９ａ、９ｂの押圧力によ
って決定される。また、図２において、ピストン４ｂ、
５ｂはシリンダ４ａ、５ａにおいて軸方向に摺動してド
ライブプーリ４、ドリブンプーリ５の可動部を押圧し、
それぞれのベルトの径を決定するプーリ幅４ｃ、５ｃを
可変に制御する。ドライブプーリ４の油圧Ｐ１は、油路
Ｌ３を通じて２室のシリンダ４ａに導入され、ピストン
４ｂが摺動して所定値に設定される。ドリブンプーリ５
の油圧Ｐ２は、油路Ｌ４を通じてシリンダ５ａに導入さ
れ、ピストン５ｂが摺動して所定値に設定される。Ｖベ
ルト（４ｄ、５ｄ）は、ドライブプーリ４間及びドリブ
ンプーリ間５に係合して、両者間で駆動力を伝達してお
り、各プーリ溝幅の可変に応じて、Ｖ字型のベルト側部
のプーリ溝に対する係止位置が変わり、ドライブプーリ
径及びドリブンプーリ径に応じた変速比で駆動伝達して
いる。

【００２７】ドライブプーリ径を最小にするには（プー
リ溝幅４Ｃは最大）、ノーマリオープンのリニアソレノ
イドバルブであるソレノイドバルブＳＯＬ１に供給され
る制御電流を最小（即ちオフ）として、シリンダ４ａに
出力されるドライブプーリ圧力Ｐ１を最小とし、ドライ
ブプーリ４の可動部及びピストン４ｂを図示右方向に移
動させてプーリ径を最小とする。

【００２８】また、ドライブプーリ径を最大にするには
（プーリ溝幅４Ｃは最小）、ノーマリオープンのリニア
ソレノイドバルブであるソレノイドバルブＳＯＬ１の制
御電流を最大（即ちオン）として、シリンダ４ａに出力
されるドライブプーリ圧力Ｐ１を最大とし、ドライブプ
ーリ４の可動部及びピストン４ｂを図示左方向に移動さ
せてプーリ径を最大とする。

【００２９】一方、ドリブンプーリ径を最小にするには
（プーリ溝幅４Ｃは最大）、ノーマリクローズのリニア
ソレノイドバルブであるソレノイドバルブＳＯＬ２の制
御電流を最大（即ちオン）として、シリンダ５ａに出力
されるドライブプーリ圧力Ｐ２を最小とし、ドリブンプ
ーリ５の可動部及びピストン５ｂを図示左方向に移動さ
せてプーリ径を最小とする。

【００３０】また、ドリブンプーリ径を最大にするには
（プーリ溝幅４Ｃは最小）、ノーマリクローズのリニア
ソレノイドバルブであるソレノイドバルブＳＯＬ２の制
御電流を最小（即ちオフ）として、シリンダ５ａに出力
されるドリブンプーリ圧力Ｐ２を最大とし、ドリブンプ
ーリ５の可動部及びピストン５ｂを図示右方向に移動さ
せてプーリ径を最大とする。

【００３１】従って変速比を最もロー側にする場合に
は、ドライブプーリ圧力Ｐ１は最小圧となり、ドリブン
プーリ圧力Ｐ２は最大圧となる。変速比を最もハイ側に
する場合は、ドライブプーリ圧力Ｐ１は最大圧となり、
ドリブンプーリ圧力Ｐ２は最小圧となる。尚、ソレノイ
ドバルブＳＯＬ１、ＳＯＬ２はオフとなっている。

【００３２】なお、ドライブプーリ圧力Ｐ１又はドリブ
ンプーリ圧力Ｐ２の最小・最大圧は、当然無段変速機の
設計によって具体的な数値は異なり、また車速ｖ、スロ
ットル開度θ、トルクＴ等の走行状態によっても制御さ
れる。

【００３３】ドライブプーリ径及びドリブンプーリ径
も、同様に設計機構によって、それらの最小・最大径は
異なってくる。

【００３４】次に図３の流れ図を参照して、本発明に係
る無段変速機の制御装置の処理動作を説明する。なお、
図３に示す処理は、ＥＣＵによる無段変速機の制御のう
ち、本発明の主題に係る制御に対応するものであり、サ
ブルーチンとして表されている。

【００３５】無段変速機制御処理にエントリした際に、
まずドライブプーリを制御するソレノイドＳＯＬ２が故
障か否かを判定する（ステップ１０１）。故障でなけれ
ば、通常の変速機処理を行ないドライブプーリ圧力Ｐ１
は、車速ｖとスロットル開度θの関数として、ドリブン
プーリ圧力Ｐ２は、変速比とトルクＴの関数として、夫
々制御回路２０に備えられたＲＯＭのテーブルより求め
られ値に応じて制御され（ステップ１０２）、メインル
ーチンに復帰する。故障のモードとしては、ソレノイド
の断線、ショート、バルブの故障等が考えられ、電圧セ
ンサ、電流センサ、あるいは油圧センサ等の手段を用い
て判定される。

【００３６】故障と検知した場合、車速が所定値ＮＯ.
１（例えば10km/h）以下か否か判定する（ステップ１０
３）。

【００３７】車速が所定値ＮＯ.１以下の場合、ドライ
ブプーリ圧力Ｐ１を所定の最小圧としてドリブンプーリ
径を所定の最小径とし復帰する（ステップ１０６）。こ
の場合は、車速が十分減速されているので、ドライブプ
ーリ径を所定の最大値として変速比をロー側に移行させ
ても、速度やトルク等の変動が小さく走行の安定性は損
なわれることがなく、次回の発進時に必要な発進トルク
を発生できる変速比が確保できる。

【００３８】車速が所定値Ｎ０.１以下でない場合、変
速比がロー側（所定値より高い）か否かを判定する（ス
テップ１０４）。ここで、変速比の値を判定することに
より、故障発生時の変速比がロー側の場合（変速比（ド
リブンプーリ径／ドライブプーリ径）が所定値より高い
場合）には、即座にステップ１０６に制御を移行してド
ライブプーリ圧力Ｐ１を最小圧としドライブプーリ径を
最小として、変速比を素早くロー側とすることができて
好ましい。

【００３９】変速比が所定よりローでない場合（変速比
が所定値より低い場合）、ドライブプーリ圧力Ｐ１を所
定の最大圧としてドライブプーリ径を所定の最大値とし
復帰する（ステップ１０５）。この動作によって変速比
がハイ側に保たれ車速の急激な変動（減速）が発生しな
い。

【００４０】この処理動作中、ステップ１０５でドライ
ブプーリ圧力Ｐ１を所定の最大圧にしているが、Ｐ１を
直前の圧力から除々に上げて変速比を除々にハイ側に移
行させていくことも車速の変動が小さくなり好ましく、
この場合には、ステップ１０５で直前の圧力Ｐ１からあ
る値を加算することにより、無段変速機の処理ルーチン
へエントリする毎にＰ１は直前の値から少しずつ増加し
ていき、最大圧に至る。

【００４１】また、この処理動作中、ステップ１０６で
ドライブプーリ圧力Ｐ１を所定の最小圧にしているが、
Ｐ２を直前の圧力から除々に下げて変速比を除々にロー
側に移行させていくことも車速の変動が小さくなり好ま
しく、この場合には、ステップ１０６で直前の圧力Ｐ１
からある値を減算することにより、無段変速機の処理ル
ーチンへエントリする毎にＰ２は直前の値から少しずつ
減圧されていき、最小圧に至る。

【００４２】さらに、この処理動作中、ソレノイドＳＯ
Ｌ２が故障と判定（ステップ１０１）された時、運転手
に音声、映像等でアラームを出し、アクセルをオフして
一端停止させるようにすることも好ましい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の制御装置
によれば、ドリブンプーリの制御系統の異常検出時すな
わち第２の制御用ソレノイドバルブの故障時に、ドライ
ブプーリ径を制御して変速比を調節するものであり、ド
リブンプーリの制御系異常時にドライブプーリ径を減少
させ変速比を所定のハイ側に維持することにより、変速
比がロー側に移行することによる車速の急激な変動を防
止し、かつ車速が所定値より減少した時点でドライブプ
ーリ径を拡大又は所定の最大値として変速比をロー側に
して、次回の発進トルクを発生できる変速比を確保する
フェイルセイフ機構を提供することにより、走行の安全
性を特段に高めるものである。

【００４４】さらに、第２の制御用ソレノイドバルブの
故障検知時車速が第１の所定値を超え、さらに、変速比
が第２の所定値よりロー側である時、即座にドライブプ
ーリ圧Ｐ１を最小圧とし、前記ドライブプーリ径を所定
の最大径とすることにより、変速比を最もロー側とする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステムの全体構成を示す
ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例の無段変速機の伝動装置を示
す断面図である。

【図３】本発明の制御装置の制御処理を示す流れ図であ
る。

【符号の説明】

１ 伝動装置 ２ 入力軸 ３ クラッチ ３ａ 前進用クラッチ（多板クラッチ） ３ｂ 後進用クラッチ（多板ブレーキ） ４ ドライブプーリ ４ａ シリンダ ４ｂ ピストン ４ｃ ドライブプーリ径 ４ｄ Ｖベルト（ドライブプーリ側） ５ ドリブンプーリ ５ａ シリンダ ５ｂ ピストン ５ｃ ドライブプーリ径 ５ｄ Ｖベルト（ドリブンプーリ側） ６ 減速機 ７ ダンパー ８ａ、８ｂ シリンダ ９ａ、９ｂ ピストン １０、１０ａ、１０ｂ 貫通孔 １１ エンジン回転センサ １２ ドライブプーリ回転センサ １３ ドリブンプーリ回転センサ １４ アクセル・オン／オフ検出器 １５ スロットル開度センサ １６ シフトポジション検出器 １７ スロットル １８ エンジン ２０ 制御回路 ２１ オイルポンプ ２２ レギュレータバルブ ２３ リダクションバルブ ２４ 変速制御弁 ２５ クラッチ制御弁 ２６ シフトバルブ ＳＯＬ１，ＳＯＬ２，ＳＯＬ３ ソレノイドバルブ Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ 油路 Ｓａ サンギア Ｃａ キャリア Ｌｉ リングギア Ｐ１ ドライブプーリ圧力 Ｐ２ ドリブンプーリ圧力 車速 ｖ スロットル開度 θ トルク Ｔ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドライブプーリ及びドリブンプーリの各プ
   ーリ径を夫々制御して無段変速する無段変速機の制御装
   置において、 前記ドライブプーリ径を制御する第１の制御用ソレノイ
   ドバルブと、ドリブンプーリ径を制御する第２の制御用
   ソレノイドバルブと、を備え、 前記第２の制御用ソレノイドバルブの故障を検知した場
   合、 車速が所定値を超える時は、前記ドライブプーリ径を故
   障発生時の径よりも拡大あるいは所定の最大径とし、車
   速が所定値以下である時は、前記ドライブプーリ径を所
   定の最小径とすることを特徴とする無段変速機の制御装
   置。
2. 【請求項２】故障検知時車速が所定値を超え、さらに、
   変速比が所定値よりロー側である時、前記ドライブプー
   リ径を所定の最小径とすることを特徴とする請求項１に
   記載の無段変速機の制御装置。