JPS5944536B2 - 自動車の無段変速機の速度比自動制御装置 - Google Patents

自動車の無段変速機の速度比自動制御装置

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JPS5944536B2
JPS5944536B2 JP52095896A JP9589677A JPS5944536B2 JP S5944536 B2 JPS5944536 B2 JP S5944536B2 JP 52095896 A JP52095896 A JP 52095896A JP 9589677 A JP9589677 A JP 9589677A JP S5944536 B2 JPS5944536 B2 JP S5944536B2
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speed ratio
oil passage
engine
valve
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宏昭 前田
繁雄 高橋
正典 佐藤
三十三 鈴木
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Aisin Seiki Co Ltd
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    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無段変速機付自動車においてエンジンの作動状
態を検出してエンジンが所定作動状態となるように無段
変速機の速度比を制御する速度比自動制御装置に関する
ものである。
エンジン出力トルクTEと自動車走行により消費するト
ルクとの間には途中にトルク損失がないとすれば次の式
(1)が成り立つ。
TE −(J−n2+An2”+B ) X e =
−−−−(1)e : =n2/n、 °゛
−°−°−(2)n2 :出力軸回転速度 J:出力慣性 A:風損抵抗 B:坂路抵抗 nl :入力軸回転速度 一方、自動車用原動機、特にガンリンエンジンの出力特
性は第13図の如く示され、式(3)で表現出来る。
T−−K(θ)n1+α(θ) ・・・・・・
・・・(3)従って、式(1)、(2)、(3)から(
3)′を得る。
ところで従来の一般的な変速比制御方法は式(4)によ
っていた。
e−に、(nl−nO) ・−・・・・−・・(4
)no :エンジン目標速度 に、:定数 式(4)と式(3)“を比較すると次のことに気付く。
すなわち式(3)“の右辺()内箱2項以下の相肖項と
してn。
を使用し、を通常走行状態で合うように設定していた。
しかしながらこのような方式ではn2の変化幅及び変化
率の大きい自動車等においては、当然の結果ながら発進
時(すなわちn2zO)における速度比変化率が不足し
、エンジン出力トルクを吸収出来ず、エンジン速度が急
上昇し、目標値(no)を大きく上回る不具合を生じせ
しめていた。
この事は乗員のフィーリング上好ましくないばかりか、
発進加速性能力低下をもたらしていた。
ここに本発明は、速度比変化割合eのゲイン(前記定数
に1)を、出力軸回転速度が低い時には太き(し、出力
軸回転速度が高い時には小さくする手段を設け、通常走
行時での速度比制御性能を低下させることなく急発進時
のエンジン回転速度の異常上昇を改善したものである。
以下に本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第1図において、エンジンEはフライホイール1を介し
て無段変速機である機械−油圧式変速機Hの入力軸2に
連結されており、該入力軸2にはリリーフ弁P■の作用
により油路P2に一定ライン圧を付与する油圧ポンプP
とライン圧をエンジンEの回転速度に応じた油圧に調圧
して油路P7に付与するガバナバルブG1が取付けられ
ている。
また、入力軸2の右端には歯車2aが固着されて5おり
、この歯車2aには可変容積型の第1油圧ポンプモータ
M1−の回転軸3に固着した歯車3aが噛合している。
回転軸3上に軸方向へ摺動可能にスプライン結合した歯
車4はその右端にドッグギヤ4aを有しており、前後進
切換用フォークCFによって左右へ押動されることによ
り、その右端停止位置にて回転軸3上に回転自在に取付
けた歯車5のドッグギヤ5aと噛合し、またその左端停
止位置にて反転軸6の左方歯車6aと噛合する。
歯車5及び反転軸6の右方歯車6bは差動歯車機構りの
構成部材である中間軸7の歯車7aと常時噛合している
。
差動歯車機構りは第1遊星歯車機構D1 と第2遊星歯
車機構D2を備えている。
第1遊星歯車機構D1の太陽歯車8aは第1反力軸8に
固着されており、この第1反力軸8の左端にはローレン
ジクラッチLCの出力歯車12aと噛合する歯車8bが
固着され、また第1反力軸8の右端には第2遊星歯車機
構D2のリング歯車8Cが固着されている。
第1遊星歯車機構D2のリング歯車9aは中間軸7上に
回転自在に取付けた第2反力軸9に固着されており、こ
の第2反力軸9の左端には・・イレンジクラッチHCの
出力歯車13aと噛合する歯車9bが固着され、またこ
の第2反力軸9の右端には第2遊星歯車機構D2の太陽
歯車9cが固着されている。
第1遊星歯車機構D1の遊星歯車7bは第1反力軸8上
に回転自在に取付けた中間軸7の右端に設けたキャリヤ
7c上に回転自在に取付けられ、また第2遊星歯車機構
D2の遊星歯車10aは出力軸10の左端に設けたキャ
リヤ10b上に回転自在に取付けられている。
第2油圧ポンプモータM2は固定容積型のもので油路P
。
及びPlにより第1油圧ポンプモータM1に接続されて
おり、その回転軸11上にはローレンジクラッチLC及
び)・イレンジクラッチHCが取付けられている。
ローレンジクラッチLCは第2油圧ポンプモータM2の
回転軸11上に回転自在に取付けられた出力軸12を有
しており、油路P17にライン圧が付与されることに応
動して回転軸11と一体的に出力軸12を回転する。
ハイレンジクラッチHCはローレンジクラッチLCと同
様に、回転軸11上に回転自在に取付けた出力軸13を
有しており、油路P16にライン圧が付与されることに
応動して回転軸11と一体的に出力軸13を回転する。
しかして、この機械−油圧式変速機Hにおいては、ドッ
グギヤ4aと5aとを噛合すると共に口−レンジクラッ
チLCまたはバイレンジクラッチHCを作動させれば出
力軸10を入力軸20回転により入力軸2と同方向へ回
転し得る状態となり、歯車4と6aとを噛合すると共に
ローレンジクラッチLCまたはバイレンジクラッチHC
を作動させれば出力軸10を入力軸20回転により入力
軸2と反対方向へ回転し得る状態となる。
ドッグギヤ4aと5aとが噛合すると共にローレンジク
ラッチLCが作動した状態は前進高速度比域伝動状態で
あり、ドッグギヤ4aと5aとが噛合すると共にバイレ
ンジクラッチHCが作動した状態は前進高速度比域伝動
状態であり、歯車4と6aとが噛合すると共にローレン
ジクラッチLCが作動した状態は後進高速度比域伝動状
態であり、歯車4と6aとが噛合すると共に7・イレン
ジクラッチHCが作動した状態は後進高速度比域伝動状
態である。
それらの各伝動状態における第1油圧ポングモータM1
の吐出容積Vと前進速度比e、後進速度比−eとの関係
は、油圧ポンプモータM1゜M2の内部にての油漏れを
考慮すると、第3図において斜線を付して示した如く帯
状となる。
尚、第3図中の実線は油漏れがゼロの場合を示し、破線
は油漏れが最大の場合を示している。
次に上記の如き機械−油圧式変速機Hの制御装置につい
て説明する。
第1図の右下方のマニュアルシフトバルブ20は油路P
3.P4.P、と油路P2及びリザーバReとの連通状
態を制御するもので、中立、前後及び後進の3つの位置
を備えている。
その前進位置では油路P3をリザーバReから遮断して
油路P2に連通ずると共に、油路P4.P5の両者を油
路P2とリザーバReのいずれからも遮断する。
また、前進位置では油路P3を油路P2から遮断してリ
ザーバReに連通ずると共に、油路P4及びP5を油路
P2及びリザーバReにそれぞれ連通する。
更に、後進位置では油路P3を油路P2から遮断してリ
ザーバReに連通ずると共に、油路P4及びP、をリザ
ーバRe及び油路P2にそれぞれ連通する。
油路P4及びP5が接続したアクチュエータ30は前後
進切換用フォークCFを左右へ動かすためのもので、マ
ニュアルシフトバルブ20が前進位置にシフトされるこ
とにより油路P4にライン圧が付与された場合には前後
進切換用フォークCFを介し歯車4を右端停止位置に位
置させてドッグギヤ4aと5aを噛合させ、またマニュ
アルシフトバルブ20が後進位置にシフトされることに
より油路P5にライン圧が付与された場合には前後進切
換用フォークCFを介し歯車4を左端停止位置に位置さ
せて歯車6aに噛合させる。
前後進切換用フォークCFの左端に設けられた弁40は
歯車4がその左端停止位置間を動かされる時にその行程
の途中で油路P6をP2に一時的に連通させるものであ
る。
油路P3.P6.P7が接続しているバイパスクラッチ
弁40は油路P。
に連通した油路P3と油路P1に連通した油路P9とを
連通・遮断するもので、マニュアルシフトバルブ20が
中立位置にシフトされることにより油路P3にライン圧
が付与された場合には油路P8とP9を連通して機械−
油圧式変速機Hを中立状態とし、またエンジンEがアイ
ドリング回転をしていると共に油路P6にライン圧が付
与されていない場合にも油路P8とP9とを連通ずる。
油路P6にライン圧が付与されている場合には油路P8
とP9とを遮断し、また油路P3にライン圧が付与され
ておらず且つエンジン回転速度がアイドリンク回転速度
より速(なった場合にも油路P8とP9とを遮断する。
以上に述べたマニュアルシフトバルブ20、アクチュエ
ータ30、弁40、バイパスクラッチ弁50の詳細構造
は特願昭51−1.0127号のものと同一である。
第1図の左上方部に示されているオリフィス弁90、速
度比昇降指示弁100、速度比昇降指示油制御弁110
を主として第2図により説明する。
第2図において、オリフィス弁90は油路P2からP2
4への流路抵抗を機械−油圧式変速機Hの出力軸100
回転速度に応じて変化させるもので、ボディ91と該ボ
ディ内に摺動自在に嵌合したスプール92及び該スプー
ル92を右方へ押すスプリング93を備えている。
ボディ91は4個のポート91 a〜91dを有してお
り、第1ポート91aはリザーバReに連通され、第2
ポート91bは油路P24に連通され、第3ボー1□
91 cは油路P2に連通され、第4ポー)91dは油
路P13に連通されている。
この油路P13は第1図に示すように機械−油圧式変速
機Hの出力軸10に取付げられたガバナバルブG2に付
与されている。
ガバナバルブG2は油路P2からのライン圧を出力軸1
0の回転速度n2に応じた油圧Pn2 に調圧して油
路P13に付与するものであり、出力軸回転速度n2と
油圧Pn2 との関係は第4図示の如くである。
スプール92は2個の大径ランド92 a 、92 b
と1個の小径ランド92cを有しており、その2個の大
径ランド92a 、92bによりボディ内を第1ポート
91aに連通した油室90aと第4ポート91dに連通
した油室90bと第3ポー)91cから第2ポー)91
bへの環状流路90cとに区画している。
スプール92は油路P23の油圧Pn2 がゼロから
上昇するのに伴って右端停止位置から左方へ摺動変位し
、ランド92cにより油路P2から油路P24への流路
を絞ってその流路抵抗Roを増大する。
この流路抵抗Roはスプール92の左方向変位量に比例
するところであり、油路P13の油圧Pn2 が第4
図中に示す所定値Prp に上昇した時丁度スプール
92の左端がボディ91に当接してスプール92がそれ
以上左方へ摺動しなくなる。
油路P13に油圧Pn2 が付与されるのは出力軸回転
速度n2が所定値n2の時であり、オリフィス弁90の
流路抵抗Roと出力軸回転速度n2との関係を図示すれ
ば第5図の通りである。
速度比昇降指示弁100は、エンジン回転速度がエンジ
ンスロットル開度に応じたエンジン回転速度目標値に合
致しているならば油路P2からのライン圧を設定圧に調
圧して油路P28に付与し、エンジン回転速度がエンジ
ン回転速度目標値よりも遅ければ油路P2からのライン
圧をエンジン回転速度とエンジン回転速度目標値との差
に応じた値だけ設定圧よりも高めた油圧に調圧して油路
P28に付与し、エンジン回転速度がエンジン回転速度
目標値よりも速ければ油路P2からのライン圧をエンジ
ン回転速度とエンジン回転速度目標値との差に応じた値
だけ設定値よりも低(した油圧に調圧して油路P28に
付与するものである。
該速度比昇降指示弁100はボディ101と、このボデ
ィの内部左方部に摺動自在に嵌合したスプール102と
、ボディ101の内部左方部に摺動自在に嵌合したピス
トン103と、このピストン103とスプール102間
に介在された圧縮コイルスプリング104とを備えてい
る。
ボディ101は8個のポート101a〜101hを有し
ており、その第1ポート101aと第6〜第8ポート1
01f〜101hはリザーバReに連通され、第4ポー
ト101dは油路P2に連通され、第2ポーN01bは
油路P7に連通され、第3ポート101cはオリフィス
C1を介して油路P28に連通され、第5ポート101
eは油路P28に連通されている。
スプール102は5個のランド102a〜102eを有
しており、ランド102bはランド102aより大径で
あり、ランド102c及び102dは同径であってラン
ド102bより大径であり、ランド102eはランド1
02c及び102dより大径である。
スプール102は第1ポーN01aに連通する油室10
0aと、第2ポート101bに連通ずる環状油室100
cと、第5ポート101eに連通する環状通路100d
と、第7ポート101gと連通ずる環状油室100eを
ボディ内に形成している。
スプール102とピストン103間の油室100fは第
8ポー)101hに連通している。
ピストン103はボディ外に延在した右端を、エンジン
スロットルSと連動してエンジンスロットル開度に応じ
た回動位置を取る図示しないカムに当接しており、これ
によりピストン103はボテ゛イ101内でエンジンス
ロットル開度に応じた位置を取り、スプール102が環
状通路100dを第4ポート101dと第6ポート10
1fのいずれからも遮断する位置でのスプリング104
の力を、ランド102cと102bとの断面積差に油路
P28の設定圧をかけて求まる値と、エンジン回転速度
がエンジン回転速度目標値に合致している時に油路P7
から環状油室100bに付与される油圧をランド102
bと102aとの断面積差にかけて求まる値との総和に
等しくなるように調節する。
エンジンスロットル開度の最少値に対するエンジン回転
速度目標値はエンジンアイドリンク回転速度よりも適当
最高(設定されており、エンジンスロットル開度の増加
に応じてエンジン回転速度目標値も高まるところである
。
速度比昇降指示油制御弁110は速度比下降指示油路p
Hと油路P24及びリザーバReとの連通度合並びに速
度比上昇指示油路P12と油路P24及びリザーバRe
との連通度合を油路P28から付与される油圧に応じて
制御するものであり、ボディ111と、このボディ内に
摺動自在に嵌合したスプール112と、リテーナ113
を介してスプール112を左方へ押すスプリング114
とを備えている。
ボディ111は8個のポー)111a〜111hを有し
ており、その第1ポート111aはオリフィス02を介
して油路P28に連通され、第2ポート111b、第6
ポーH11f、第7ポート111g及び第8ポート11
1hはリザーバReに連通され、第3ポート111cは
速度比下降指示油路pHに連通され、第4ポート111
dは油路P、24に連通され、第5ポート111eは速
度比上昇指示油路P12に連通されている。
スプール112は4個のランド112a〜112dを有
しており、第1ポート111aに連通した油室110a
と、第3ポート111cに連通した環状通路110bと
、第5ポート111eに連通した環状通路110cと、
第7ポート111gに連通した環状油室110dと、第
8ポーN11hに連通した油室110eをボディ111
内に形成している。
ランド112a〜112cは同径であるが、ランド11
2dは他のランドよりも小径である。
スプール112が環状通路110bを第2ポート111
b及び第4ポー)111dから遮断すると共に環状通路
110cを第4ポート111d及び第6ポート111f
から遮断する位置でのスプリング114の力は油路P2
8の設定圧にランド112aの断面積をかけた値に等し
くされている。
アキュムレータ120は油路P28の油圧が速度比昇降
指示油制御弁110の油室110aに付与されるのをオ
リフィス05と協力して遅らせるものであり、ボディ1
21とこのボディ内に摺動自在に嵌合したピストン12
2とこのピストン122を右方へ押すスプリング123
とを備えている。
ピストン122の左側室120aはポート121aから
リザーバReに連通され、右側室120bはポーN21
bから油路を介して速度比昇降指示油制御弁110の第
1ポーN11aに連通されている。
第1図に戻って、切換弁130と140は第1油圧ポン
プモータM1の斜板に連結されたアクチュエータACに
接続した一対の油路P22 j P23と速度比下降指
示油路P1□、速度比上昇指示油路P12との間の連通
な機械−油圧式変速機Hの状態に応じて制御するもので
ある。
切換弁130は油路P5のライン圧の有無に応じて油路
P20 j P21と油路P16jP1□との間の連通
を制御するもので、油路P、にライン圧が付与されてい
ない場合には油路P20及びP21を油路P16及びP
17にそれぞれ連通し、油路P5にライン圧が付与され
ている場合(後進時)には油路P20及びP2□を油路
P1□及びPI3にそれぞれ連通ずる。
切換弁140は油路P20jP2□のライン圧に応じて
油路P22 j P23と速度比下降指示油路P1□、
速度比上昇指示油路P1゜どの間の連通な制御するもの
で、油路P20にライン圧が付与されている場合には油
路P22及びP23を速度比下降指示油路P1□及び速
度比上昇指示油路P12にそれぞれ連通し、油路P2□
にライン圧が付与されている場合には油路P2゜及びP
23を速度比上昇指示油路P12及び速度比下降指示油
路pHとそれぞれ連通する。
アクチュエータACは油路P2□を通して圧油が供給さ
れることにより第1油圧ポンプモータM1の吐出容積を
第3図の十■Mに向って変化させ、また油路P23を通
して圧油が供給されることにより第1油圧ポンプモータ
M1の吐出容積を第3図の−vMに向って変化させる。
しかして、この切換弁130と140の設置により、機
械−油圧式変速機Hが前進低速死滅駆動状態である場合
及び後進高速度比域駆動状態である場合には速度比下降
指示油路pH及び速度比上昇指示油路P12と油路P2
3及びP22がそれぞれ連通し、速度比昇降指示油制御
弁110が速度比下降指示油路pitを油路P24に連
通ずると共に速度比上昇指示油路P1□をリザーバRe
に連通ずることに応じてアクチュエータACが第1油圧
ポンプモータM、の吐出容積を第3図の−VMに向って
変化させるので速度比が低下し、この逆に速度比昇降指
示油制御弁110が速度比上昇指示油路P1□を油路P
24に連通ずると共に速度比下降指示油路P1□をリザ
ーバReに連通ずることに応じてアクチュエータACが
第1油圧ポンプモータM1の吐出容積を+VMに向って
変化させるので速度比が上昇する。
機械−油圧式変速機Hが前進高速度比域駆動状態である
場合及び後進高速度比域駆動状態である場合には速度比
下降指示油路P1□及び速度比上昇指示油路P12と油
路P22及びP23がそれぞれ連通し、速度比昇降指示
油制御弁110が速度比下降指示油路P1□を油路P2
4に連通ずると共に速度比上昇指示油路P12をリザー
バReに連通ずることに応己てアクチュエータACが第
1油圧ポンプモータM1の吐出容積を第3図の十vMに
向って変化させるので速度比が低下し、速度比昇降指示
油制御弁110が速度比上昇指示油路P1゜を油路P2
4に連通すると共に速度比下降指示油路pHをリザーバ
Reに連通ずることに応じてアクチュエータACが第1
油圧ポンプモータM。
の吐出容積を第3図の−VMに向って変化させるので速
度比が上昇する。
上述のようにして速度比が変化する場合の速度比変化割
合δは油路P2からオリフィス弁9〇−油路P24−速
度比昇降指示油制御弁110−速度比上昇指示油路P]
。
または速度比下降指示油路P1□一切換弁9〇−油路P
22またはP23を順次通ってアクチュエータACに流
入する圧油流量Qに応答する。
この流量Qは第6図の等価回路により求めることができ
る。
第6図中、Rsは速度比昇降指示油制御弁110の流路
抵抗であり、ライン圧をPsとすればQは次の(6)式
で示される。
上記の(6)式においてRsを一定としてR,oが変化
した時のQを求めると第7図示の如くなり、これに基い
てQと出力軸回転数n2との関係を求めたのが第8図で
ある。
この第8図から明らかなように、Rsが一定であればQ
は出力軸回転速度n2に対して反比例する。
換言すれば、速度比変化割合aのゲインが出力軸回転速
度n2に対して反比例するのである。
速度比変化割合δのゲインの最小値は急発進時にエンジ
ン回転速度の異常上昇と言う不具合を生じたゲインの値
とほぼ同じにする。
これにより出力軸回転速度がni以上の通常走行状態で
の速度比制御性能が円滑に保たれる上、発進時には速度
比変化割合δが通常走行状態よりもはるかに大きくなっ
てエンジン回転速度の異常上昇が大幅に改善される。
ローレンジクラッチLCとハイレンジクラッチHCの作
動を制御する構成を次に説明する。
クラッチ切換速度比検出弁150は、ガバナバルブG1
から油路P7を通して付与される油圧と出力軸10に取
付けたガバナバルブG2から油路P]3を通して付与さ
れる油圧とを比較することにより速度比eまたは−eが
第3図中のクラッチ切換速度比e1〜e2または−01
〜−e書になつ* * ているか否かを検出し、速度比がクラッチ切換速度比に
なっていない場合には油路P14及びPI3をリザーバ
Reに連通し、速度比がクラッチ切換速度比になってい
る場合には油路P14及びPI3を油路P12及びpH
とそれぞれ連通するものである。
これにより、速度比がクラッチ切換速度比になっている
場合にて速度比を下降させるべく速度比下降指示油路P
1□にライン圧が付与されておれば油路P15にライン
圧が付与され、また速度比を上昇させるべく速度比上昇
指示油路P12にライン圧が付与されておれば油路P1
4にライン圧が付与される。
切換弁160は油路P16.P1□へのライン圧付与状
態に応じて油路P14とP18間の連通及び油路P15
とP2O間の連通を制御するもので、油路P1□にライ
ン圧が付与されているが油路pteにはライン圧が付与
されていない場合においては油路P14とPI3を連通
すると共に油路P19をリザーバReに連通し、油路P
16にライン圧が付与されているが油路P1□にはライ
ン圧が付与されていない場合においては油路P15とP
I3とを連通ずると共に油路P18をリザーバReに連
通ずる。
クラッチ制御弁170は油路P165P]□へのライン
圧の付与を制御するもので、油路P2にライン圧が付与
されない駐車時には油路P1□を油路P2に連通すると
共に油路P16をリザーバReに連通し、後にエンジン
Eが始動されて油路P2にライン圧が付与されたならば
これを油路PI7に付与してローレンジクラッチLCが
作動するように備える。
油路P2に付与されたライン圧を油路P1□に付与して
いる場合には該クラッチ制御弁は油路P1□からライン
圧の付与を受けて油路P17へのライン圧付与状態を保
持する。
油路PI7にライン圧を付与している状態において、速
度比が上昇してクラッチ切換速度比に達し且つ速度比を
更に上昇すべく速度比上昇指示油路P12にライン圧が
付与されている場合にはクラッチ切換速度比検出弁15
0と切換弁160により油路P18にライン圧が付与さ
れることになり、該クラッチ制御弁170は油路P18
を通して付与されるライン圧に応動して油路P16を油
路P2に連通してノ・イレンジクラッチHCを作動させ
ると共に油路P]7をすザーバReに連通してローレン
ジクラッチLCの作動を解除し、油路P16からライン
圧の付与を受けて油路P、6へのライン圧付与状態を保
持する。
油路P16にライン圧を付与している状態において、速
度比が下降してクラッチ切換速度比に達し且つ速度比を
更に下降すべく速度比下降指示油路P1□にライン圧が
付与されている場合にはクラッチ切換速度比検出弁15
0と切換弁160により油路P19にライン圧が付与さ
れることになり、該クラッチ制御弁170は油路P19
を通して付与されるライン圧に応動して油路P1□を油
路P2に連通してローレンジクラッチLCを作動させる
と共に油路P16をリザーバReに連通してバイレンジ
クラッチHCの作動を解除し、この状態を保持する。
以上の如き構成における作用を次に説明する。
エンジンEの始動はマニュアルシフトバルブ20を中立
位置にシフトしてから行う。
エンジンEが始動すれば油圧ポンプPの作動により油路
P2にライン圧が付与され、クラッチ制御弁170が油
路P2からのライン圧を油路P、7に付与するので機械
−油圧式変速機HのローレンジクラッチLCが作動する
。
その後、前進走行をするに肖ってはマニュアルシフトバ
ルブ20を前進位置にシフトし、アクチュエータ30を
作動させて機械−油圧式変速機Hのドッグギヤ4aと5
aを噛合させ、機械−油圧式変速機Hを前進低速度比域
伝動状態とする。
また後進走行をするに当ってはマニュアルシフトバルブ
20を後進位置ニシフトし、アクチュエータ30を作動
させ機械−油圧式変速機Hの歯車4と6aを噛合させ、
機械−油圧式変速機Hな後進低速度死滅伝動状態とする
。
機械−油圧式変速機Hを前進低速度比域伝動状態とした
後発進のためにアクセルペダルが踏込まれるまでの間に
おいては、エンジンスロットル開度が最少であり、エン
ジン回転速度がアイドリンク回転速度であり、速度比昇
降指示弁100はエンジンスロットル開度が最少の場合
のエンジン回転速度目標値がエンジンアイドリンク回転
速度よりも高く設定されているため油路P28に設定圧
よりも高い油圧を付与している。
この油路P28の油圧はその保持時間がオリフィス02
とアキュムレータ120とによる遅れが解消するに十分
な長さであるため速度比昇降指示油制御弁110の油室
110aに付与され、速度比昇降指示油制御弁110は
速度比下降指示油路P11を油路P24に連通ずると共
に速度比上昇指示油路P12をリザーバReに連通ずる
。
これにより油路P2から圧油がオリフィス弁90、油路
P24、速度比下降指示油路pH、切換弁140及び油
路P23を順次通してアクチュエータACに供給され、
アクチュエータACが第1油圧ポンプモータM1の吐出
容積を−VMにし、速度比eはゼロとなっている。
オリフィス弁90のスプール92は油路P]3の油圧が
ゼロであるためスプリング93により右端停止位置に位
置され、従ってオリフィス弁90の流路抵抗は最小にな
っている。
発進のためにアクセルペダルが踏込まれると、エンジン
スロットル開度が増加し、速度比昇降指示弁100のピ
ストン103がスプール102側へ摺動変位してスプリ
ング104の力が新たなエンジンスロットル開度に対応
するエンジン回転速度目標値を示す値に増大し、速度比
昇降指示弁100が油路P28の油圧を一段と高め、速
度比昇降指示油制御弁110の油室110aの油圧は固
定オリフィスとアキュムレータ120とによる遅れ作用
によってゆるやかに上昇し始める。
この後、エンジンスロットル開度の増加によってエンジ
ン回転速度が上昇し始めることから速度比昇降指示弁1
00が油路P28の油圧をエンジン回転速度の上昇に伴
い低下し、速度比昇降指示油制御弁110の油室110
aの油圧は油路P28の油圧より高くなった時点から油
路P28の油圧低下に追従して低下し始める。
この状態が進行して速度比昇降指示油制御弁110の油
室110aの油圧が設定値よりも低(なると速度比昇降
指示油制御弁110が速度比上昇指示油路P を油路P
24に連2 通し速度比下降指示油路P1□をリザーバReに連通ず
る。
これにより、油路P2から圧油がオリフィス弁90、油
路P24、速度比昇降指示油制御弁110、速度比上昇
指示油路P]2、切換弁140を順次通して油路P2□
からアクチュエータACに供給され始め、アクチュエー
タACが第1油圧ポンプモータM1の吐出容積を+VM
に向って変化し始め、機械−油圧式変速機Hの速度比e
が上昇し始める。
この時点ではバイパスクラッチ弁50がすでに油路P8
とP、とを遮断しているので、速度比eの上昇開始に伴
いエンジンと車両駆動輪間の動力伝達が行なわれ、エン
ジンに負荷が加わると共にこの負荷が次第に増大する。
これにより、エンジン回転速度の上昇割合が次第に小さ
くなり、これに応じて速度比昇降指示弁100が油路P
28の油圧の低下割合を小さくし、速度比昇降指示油制
御弁110の油室110aの油圧の低下割合が次第に小
さくなる。
そしてエンジン回転速度の低下が始まり、これに応じて
速度比昇降指示弁100が油路P28の油圧を上昇し、
速度比昇降指示油制御弁110の油室110aの油圧が
上昇する。
速度比昇降指示油制御弁110の油室110aの油圧が
設定圧まで上昇した時には速度比昇降指示油制御弁11
0が速度比上昇指示油路P12を油路P24から遮断す
ると共に速度比下降指示油路P1□をリザーバから遮断
し、従って速度比eの上昇が止まる。
この時のエンジン回転速度は略エンジン回転速度目標値
である。
このようにエンジン回転速度が制御される過程で車両が
発進する。
車両が発進すると、ガバナパルプG2からオリフィス弁
90の油室90dに出力軸100回転速度に応じた油圧
が付与され、オリフィス弁90のスプール92が油室9
0dの油圧に応じてスプリング93に抗し摺動変位する
。
そのため、オリフィス弁90の流路抵抗Roが出力軸1
00回転速度の上昇に伴って増大し、これにより速度比
変化割合&のゲインが出力軸10の回転速度の上昇に伴
って小さくなる。
出力軸100回転速度が所定回転速度niに達すればオ
リフィス弁90のスプール92がボディ91に当接して
その摺動を終了し、速度比変化割合みのゲインが一定と
なる。
このような速度比変化割合みのゲインの変化により速度
比eの上昇初期の速度比変化割合δは大きなものとなり
、エンジン回転速度が異常に上昇する不具合は大幅に改
善される。
その後の作用は、油路P28かも速度比昇降指示油制御
弁110の油室110aへの油圧付与に遅れがあること
によりエンジンスロットル開度が急変されても速度比e
は滑らかに変化してエンジン回転速度の急変が生じない
こと以外は従来(例えば特願昭51−10127号(特
開昭52−93869号公報))と実質的に同一である
ので省略する。
また後進時の作用は、以上の説明から容易に理解される
と思われるので省略する。
次にアクチュエータACへの作動油供給とローレンジク
ラッチLC、バイレンジクラッチHCへの作動油供給を
電気的に制御する実施例を説明する。
第9図において、ポテンシオメータPMはエンジンスロ
ットルSに連動しており、該ポテンシオメータPMが出
力する正電位はエンジンスロットル開度の増加に応じて
低下する。
ポテンシオメータPMの出力を入力とする関数変換回路
300は第10図に示す如くアナログ−ディジタル変換
器A−D、リードオンメモリーR法M、ディジタル−ア
ナログ変換器I)−Aを主体とするもので、エンジンス
ロットル開度に対応するエンジン回転速度目標値を示す
正電位を出力し、該出力は第10図に示す如く抵抗32
1とコンデンサ322及びインピーダンス変換用演算素
子323から成る周知の一次遅れ回路320を通って加
減算器330の正入力となる。
加減算器330の負入力は入力軸2に取付げられた回転
数センサS1と周波数−電位変換器F−Vとで形成され
た正電位ne (エンジン回転速度に応答する)である
。
この正電位noと関数変換回路300の出力正電位はエ
ンジン回転速度がエンジン回転速度目標値になっている
場合には一致するところであり、エンジン妥ロットル開
度とエンジン回転速度目標値の関係は前述の一実施例と
同じにされている。
加減算器330の出力は極性反転回路400(前述の一
実施例における切換弁130,140に相当する)と割
算器310とサーボアンプ350を順次通してサーボバ
ルブ360に付与される。
サーボバルブ360は、割算器310の出力電位がゼロ
の場合(加減算器330の出力電位がゼロの場合)には
アクチュエータACの油路P2□及び油路P23の両者
を油路P2及びリザーバReから遮断し、割算器310
の出力電位が正電位の場合には油路P23及びP22を
油路P2及びリザーバReにそれぞれ連通すると共にそ
れらの連通度合を割算器310の出力正電位の高さに応
じた大きさとし、割算器310の出力が負電位である場
合には油路P22及びP23を油路P2及びリザーバR
eにそれぞれ連通すると共にそれらの連通度合を割算器
310の出力負電位の高さに応じた大きさとする。
極性反応回路400は第11図に示す如く、加減算器3
30の出力の極性を反転する反転素子401と、リード
リレー405の駆動によって反転素子401の出力を加
算器402に入力する常開型接点403を備えている。
加減算器330の出力を加算器402に入力する常開接
点406はリードリレー405の駆動により開かれる。
リードリレー405はトランジスタT6の導通により駆
動され、トランジスタT6はマニュアルシフトバルブ2
0が前進位置にシフトされている場合にのみ閉じるスイ
ッチ407と第12図示クラッチ制御回路200の電磁
スイッチ218と連動することによりバイレンジクラッ
チHCの作動時のみ開(常閉接点409のいずれか一方
が閉じている場合に排他的論理和回路408によって導
通される。
斯様な極性反転回路400においては、マニュアルシフ
トバルブ20が前進位置にシフトされ且つローレンジク
ラッチLCが作動している場合と、マニュアルシフトバ
ルブ20が後進位置にシフトサれ、且つバイレンゲクラ
ッチHCが作動している場合にはトランジスタT6が非
導通でり−ドリレー405が駆動されず、常閉型接点4
06が閉じるのに対し常開型接点403が開くため、減
算器330の出力はそのまま割算器310に付与される
。
また、マニュアルシフトバルブ20が前進位置にシフト
され、且つバイレンジクラッチHCが作動している場合
とマニュアルシフトバルブが後進位置にシフトされ、且
つローレンジクラッチLCが作動している場合にはトラ
ンジスタT6が導通して常開接点403が閉じるのに対
し常閉接点406が開くため、加減算器330の出力は
その極性が反転して割算器310に付与される。
割算器310は極性反転回路400を通って入る電位を
出力軸10に取付けた回転数センサS2と周波数−電位
変換器F−Vとで形成された正電位nd で割算してサ
ーボアンプ350に付与する。
従って加減算器330の出力電位が同じであってもサー
ボバルブ360に付与される電位は出力軸回転速度が低
い方が高くなる。
このことは速度比変化割合eのゲインが出力軸回転速度
に対しほぼ反比例すると言うことである。
クラッチ制御回路200により制御されるソレノイドバ
ルブ220は、通常はスプリングの力により油路P1□
を油路P2に連通すると共に油路P16をリザーバRe
に連通ずる第1位置を取り、ソ1/ノイド225に通電
された場合には油路P16を油路P に連通ずると共に
油路P1□をリザーバReに連通ずるものである。
クラッチ制御回路200は、前記正電位ne (入力軸
20回転により生ずる正電位)に速度比e書を乗する積
算回路201と、正電位n に速度比eiを乗する積算
回路202と、積算回路201にて求められた出力正電
位n。
−ei と出力軸10に取付けた回転数センサS2か
らの出力正電位ndとを比較する比較回路203と、回
転数センサS2からの出力正電位ndと積算回路202
にて求められた出力正電位ne−e¥ とを比較する比
較する比較回路204とを具備している。
しかして、比較回路203にてはn。
−e ? > n dのとき出力正電位がリレー駆動回
路205のトランジスタT1に付与され、また比較回路
204にてはnd>ne−0士のとき出力正電位がリレ
ー駆動回路208のトランジスタT2に付与されるよう
構成されている。
また、トランジスタT1に正電位が付与されるとリード
リレー206を介して常開型接点207が閉じ、トラン
ジスタT2に正電位が付与されるとリードリレー209
を介して常開型接点210が閉じるように構成されてい
る。
このため、両トランジスタT1.T2に正電位が付与さ
れ両常開型接点207.210が閉じると、ソレノイド
バルブ220の駆動回路C3と加減算器330とを接続
する回路C2が閉成される。
これにより、加減算器330にて負電位が出ればリレー
駆動回路211のトランジスタT3に電位が付与されり
−ドリレー212を介して常開型接点213が閉じ、ま
た加減算器330にて正電位が出れば反転素子2140
作用によりリレー駆動回路215のトランジスタT4に
電位が付与されリードリレー216を介して常閉型接点
217が開く。
換言すれば、このクラッチ制御回路200においては、
速度比。
が。*〜e*内にあれば回路C2に弁装置2 した両常開型接点207.210が閉じ、このとき加減
算器330から負電位が出れば駆動回路C3内の常開型
接点213が閉じソレノイドバルブ2200ソレノイド
225が通電し、この通電は駆動回路C3に介装した電
磁スイッチ218の作用により自己保持される。
また、回路C2に介装した両常開型接点207,210
が閉じた状態にて加減算器330から正電位が出れば、
駆動回路C3内の常閉型接点217が開きソレノイド2
25への通電が遮断され、電磁スイッチ218も開く。
以上の如き構成における作用を次に説明する。
エンジンEの停止時にはソレノイドバルブ220のソレ
ノイド225に通電されないのでツレノイドバルブ22
0が油路P17及びP16を油路P2及びリザーバRe
に連通している。
そのため、g1図マニュアルシフI・バルブ20を中立
位置にシフトしてエンジンEを始動すれば、第1図の油
圧ポンプPの作動により油路P2に付与され、このライ
ン圧がソレノイドバルブ220により油路P17に付与
されてローレンジクラッチLCが作動する。
その後、前進走行のためにマニュアルシフトバルブ20
を前進位置にシフトすると、極性反転回路400は加減
算器330の出力をそのまま割算器310に付与する状
態となる。
この時の加減算器330の出力は、関数変換回路300
から一次遅れ回路320を通して付与されている正電位
が回転数センサS1側から付与されている正電位n。
よりも高いのでその差に応じた正電位となっている。
このためアクセルペダルを踏込むまでの間においてはサ
ーボバルブ360に正電位が付与され、サーボバルブ3
60が油路P23及びP2゜を油路P2及びリザーバR
eにそれぞれ連通し、アクチュエータACが油路P2か
ら油路P23に付与されるライン圧にて作動し第1油圧
ポンプモータM、の吐出容積を−VMにし、速度比eを
ゼロとする。
発進のためのアクセルペダルが踏込まれた場合、エンジ
ンスロットル開度が増加し、これに連動してポテンシオ
メータPMの出力電位がエンジンスロットル開度に応じ
た値に低下する。
これにより、関数変換回路300はその出力正電位を高
め、一次遅れ回路3200作用によって加減算器330
の正入力が次第に高まる。
またエンジンスロットル開度の増加によりエンジン回転
速度が上昇を開始して加減算器330の負入力も次第に
高まる。
これにより加減算器330が出力する正電位は次第に低
くなり、加減算器330の負入力が正入力を上回るに至
れば加減算器330の出力が正入力と負入力の差に応じ
た負電位となり、サーボバルブ360に負電位が付与さ
れ、サーボバルブ360が油路P2□及びP23を油路
P2及びリザーバReに連通し、アクチュエータACが
第1油圧ポンプモータM1の吐出容積を十■Mに向って
変化し始め、速度比eが上昇を始めて車両が発進する。
速度比eの上昇初期においては、割算器310の作用に
より、サーボバルブ360に付与される負電位の高さは
加減算器330の出力負電位に比して格段に高くなる。
これにより速度比eの上昇初期では速度比変化割合δが
大きくなり、エンジン回転速度が異常に上昇する不具合
は大幅に改善される。
その後の作用及び後進時の作用は以上の説明及び前述の
一実施例の説明から容易に理解されると思うので省略す
る。
尚、一次遅れ回路320は省略してもよいが、一次遅れ
回路320を設ければ発進時に加減算器330の出力を
正電位から負電位に早く変化させる効果がある。
また割算器310は極性反転回路400とサーボバルブ
360間に介在する替りに極性反転回路400と加減算
器330間に介在してもよい。
以上に説明した両実施例では制御目標がエンジンスロッ
トル開度に対するエンジン回転速度であるが、例えば特
開昭50−48629号に開示されている如く、エンジ
ンスロットル開度に対するエンジン出力トルク、エンジ
ン出力トルクに対するエンジン回転速度、エンジン回転
数に対するエンジン出力I・ルクを制御目標とした場合
にも本発明は適用できる。
また、以上に説明した両実施例では無段変速機として機
械−油圧式変速機を使用したが、他の種類の無段変速機
を使用してもよい。
叙上の如く、本発明は速度比変化割合ゐのゲインを、出
力軸回転速度が低い時には大きくし、出力軸回転速度が
高い時には小さくする手段を設けたところに特徴がある
もので、これにより通常走行時での速度比制御性能の低
下を招くことなく急発進時のエンジン回転速度の異常−
上昇を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の概要を示す系統図、第2図
は第1図中の要部の詳細を示す図、第3図は機械−油圧
式変速機の速度比eと第1油圧ポンプモータM1の吐出
容積■との関係を示す図、第4図は出力軸回転速度n2
とガバナバルブG2の出力油圧Pn2 との関係を示す
図、第5図は出力軸回転速度n2とオリフィス弁90の
流路抵抗Roとの関係を示す図、第6図はアクチュエー
タACへの圧油流量Qを求める等価回路図、第7図は流
路抵抗RoとアクチュエータACへの圧油流量Qとの関
係を示す図、第8図は出力軸回転速度n2と圧油流量Q
との関係を示す図、第9図は他実施例の概要を示す系統
図、第10図は第9図中の関数変換回路及び一次遅れ回
路の詳細を示す図、第11図は第9図中の極性反転回路
の詳細を示す図、第12図は第9図中のクラッチ制御回
路の詳細を示す図、第13図はガソリンエンジンの出力
特性を示す図である。 E・・・・・・エンジン、H・・・・・・機械−油圧式
変速機、20・・・・・・マニュアルシフトバルブ、3
0・・・・・・前後進切換用アクチュエータ、90・・
・・・・オリフィス弁、100・・・・・・速度比昇降
指示弁、110・・・・・・速度比昇降指示油制御弁、
120・・・・・・アキュムレータ、130.140・
・・・・・切換弁、AC・・・・・・第1油圧ポンプモ
ータM1の吐出容積を変化させるアクチュエータ、15
0・・・・・・クラッチ切換速度比検出弁、160・・
・・・・切換弁、170・・・・・・クラッチ制御弁、
G1.G2・・・・・・カハナバルブ、PM・・・・・
・エンジンスロットルに連動したポテンシオメータ、3
00・・・・・・関数変換回路、310・・・・・・割
算器、320・・・・・・一次遅れ回路、330・・・
・・・加減算器、Sl・・・・・・エンジン回転速度セ
ンサ、200・・・・・・クラッチ制御回路、400・
・・・・・極性反転回路、350・・・・・・サーボア
ンプ、360・・・・・・サーボバルブ、S2・・・・
・・出力軸回転速度センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エンジンスロットル開度またはエンジン出力トルク
    に対応したエンジン回転速度目標値信号を発生するか或
    いはエンジンスロットル開度マたはエンジン回転速度に
    応答したエンジン出力トルク目標値信号を発生する目標
    値発生部と、エンジン回転速度信号或いはエンジン出力
    トルク信号を発生する検出部と、この検出部からの信号
    を前記目標値発生部からの信号と比較しその偏差に応じ
    た操作信号発生部と、この操作信号発生部からの信号に
    応動して無段変速機の速度比を変化させる操作部とを備
    えた積分型サーボ系の自動車の無段変速機の速度比自動
    制御装置において、前記無段変速機の出力回転速度を検
    出して速度比変化割合のゲインを、出力軸回転速度が低
    い時には大きく、また出力軸回転速度が高い時には小さ
    くする手段を設けたことを特徴とする自動車の無段変速
    機の速度比自動制御装置。
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