JPS6328740A - 直結機構付無段変速機の制御方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は直結機構付無段変速機の制御方法、特に直結駆
動と無段変速駆動との切換制御方法に関するものである
。

従来技術とその問題点 従来、■ヘルド式無段変速機において、高速走行時の伝
達効率を高めるために入、出力軸間に固定伝達比を有す
る直結駆動経路と無段変速装置を有する無段変速経路と
を並列に設けたものが、例えば特公昭５７−２３１３６
号公報に記載されている。

上記の場合には直結駆動中、無段変速装置を停止させ、
動力ｉｆｆ失の低減並びにヘルドの劣化防止を図ってい
る。

ところが、この種の直結機構付無段変速機の直結駆りｊ
、無段変速駆動の切換制御には次のような幾つかのｉ１
題点がある。

まず、第１は切換ンヨソクの問題である。上記のように
直結駆動中、無段変速装置を停止させていると、直結駆
動から無段変速駆動へ切り換えた時、無段変速装置が急
激に始動されるため、捲めて大きなショックを伴うとと
もにヘルドのＵ＆損などの問題を招くおそれがある。こ
の問題を解決するには、直結駆動中無段変速装置と入力
軸又は出力軸との間を遮断し、無段変速装置１を直結伝
達比（最高速比）に保って空転させる方法が考えられる
。この場合には、無段変速装置が直結駆すノ中常に空転
しているので、直結駆動から無段変速駆動へ急激に切り
換えてもショックを伴わず、ヘルドが破１１するおそれ
もない。

第２は直結駆動中におけるｔｎ失１−ルクの問題である
。すなわち、上記のように直結￥ｊＡ勤中、無段変速装
置を最高速比で空転させると、直結駆動時間は全走行時
間の大部分を占めるため、空転時の無段変速装置のｔｎ
失トルクが無視できなくなり、燃費が悪くなる。特に、
無段変速装置は一般の変速機と同様に最ｄ）ｉ連化のと
き［ｉ大トルクが最も大きくなる傾向がある。この問題
は、直結駆動中、無段変速装置を最高速比より低速比側
、例えば中間変速比（変速比−１）に制御して空転させ
れば改菩できる。ところが、この場合には直結駆動から
無段変速駆動へ切り換わった時、直結駆動経路と無段変
速経路の変速比の相違により、急激へエンジンブレーキ
状態となって運転フ、Ｃ−リングを１ｎうことになる。

第３の問題は、駆動切換時における走行の不安定さであ
る。つまり、直結駆動から無段変１８１８駆りｊへ切り
換える時のエンジン回転数と、無段変速駆動から直結駆
動へ切り換える時のエンジン回転数とを同一とすると、
この切換時点においてスロットル開度を少しでも変化さ
せると、直結′ｇＡｉｌ＋と無段変速駆動とを往復する
所謂ハンチング現象を引き起こし、走行が著しく不安定
になるという問題がある。

発明の目的 本発明は上記問題点に迄みてなされたもので、その目的
は、直結駆動時の損失トルクを低減し、直結駆動から無
段変速駆り」への切換時のエンジンブレーキシッソクを
軽減し、かつ駆動切換時の走行安定性を実現できる直粘
機横付無段変速機の制御方法を堤供することにある。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、入、出力軸間に
、固定伝達比を有する直結駆動経路と無段変速装置を有
する無段変速経路とを並列に段け、直結駆動中、無段変
速装置を空転させるようにした直結機十■付無段変速機
において、直結駆動中、無段変速装置の変速比を直結駆
動へのりＪ換時における最終変速比より低速比例へ制ｉ
ｌｌするとともに、同一スロットル開度で直結駆動から
無段変速駆動へ切り換わる時のエンジン回転数が無段変
速駆動から直結駆動ヘリノり換わる時のエンジン回転数
より低くなるようにヒステリシス幅を設定し、エンジン
回転数が一ヒ記ヒステリンス幅内に入った時に、無段変
速装置の変速比を）′−め］！１速比測へ制１３１１す
るものである。

すなわち、直結駆りｊ中は無段変速装置を最高速比より
必す低速比側へ制１ｌ１１１　シた状態で空転さけるた
め、ｔＵ失トルクを低減できる。また、的拮駆＋ｈから
無段変速駆ｆＩｌｊへの切換エンジン回転数を、無段変
速駆動から直結駆りＪへのり月るエンジン回転数より低
くなるようにヒステリシス幅を設定したので、ハンチン
グ現象を解消でき、かつ上記ヒステリシス幅内に入った
時に無段変速装置を予め高速比側へ制御するため、直結
駆動から無段変速駆動へ切り換えた時の変速比の相違が
小さく、エンジン１転数がヒステリシス幅以下となった
時に即座に無段変速駆動へ切り換えてもエンジンブレー
キンヨノクを軽減できる。

実施例の説明 第１図は本発明にかかる直情機構付、無段変速機の一例
を示し、エンジンｌのクランク軸２はダンパ機構３を介
して入力軸４に接続されている。人力軸４上には湿式多
板クラッチからなる直情クラッチ５と、回転自在な直結
駆動ギｔ−６とか設２すられており、直結クラッチ５は
後述する直結駆１ｌｌｌＩ弁４７によって直結駆動時に
直！１１！；駆りｊギヤ６を入力軸４に対して連結する
ようになっている。入力軸４の端部には外Ｉ７ｉチャフ
が固定されており、この外１！１ギート７は無段変速装
置１０の駆υ」軸ＩＩにｉ？ｉｌ定された内歯ギヤ８と
噛み合い、入力軸４の４す】力を域側して駆りＩｆ内山
１に（三重している。

無段変速装置１０は駆動軸１１に設けた駆動側ブー１月
２と、従動軸１３に設けた従動側ブー１月４と、両ブー
り間に巻き掛けた■ヘルド１５とで構成されている。駆
動側プーリ１２は固定シーブ１２ａと可動シーブ１２ｂ
とを有しており、可動シーブ１２ｂの背後にはトルクカ
ム装２１Ｇと圧縮スプリング１７とが設けられている。

上記トルクカム装２１６は入力トルクに比例した推力を
発生し、圧縮スプリング１７は■ヘルド１５が弛まない
だけの初期推力を発生し、これら推力により■ヘルド１
５にトルク伝達に必要なベルト張力を付与している。一
方、従動側プーリ１４も駆動側プーリ１２と同様に、固
定シーブ１４ａと可動シーブ１４ｂとを有しており、可
動シーブ１４ｂの背後には変速比制御用の油圧室１８が
設けられている。この油圧室１８の油圧は後述するプー
リ制御弁４３にて制御される。

従動軸１３の外周には中空軸１９が回転自在に支持され
ており、従動軸１３と中空軸１９とは湿式多板クラッチ
からなる発進クラッチ２０によってｌｌＳ続される。上
記発進クラッチ２０への油圧は後述する発進制御弁４５
によって制御される。中空軸１９には前進用ギヤ２１と
後進用ギヤ２２とが回転自在に支持されており、前後進
切換用ドッグクラッチ２３によって前進用ギヤ２１又は
後進用ギヤ２２のいずれか一方を中空軸１９と連結する
ようになっている。後進用アイドラ軸２４には後進用ギ
ヤ２２に噛み合う後進用アイドラギヤ２５と、別の後進
用アイドラギヤ２６とが固定されている。また、カウン
タ軸２７には上記前進用ギヤ２１と後進用アイドラギヤ
２６とに同時に噛み合うカウンタギヤ２８と、終減速ギ
ヤ２９とが固定されており、終減速ギヤ２９はディファ
レンシャル装置３０のリングギヤ３１に噛み合い、動力
を出力軸３２に伝達している。

上記無段変速機において、直結クラッチ５、直結駆動ギ
ヤ６、カウンタギヤ２８、終減速ギヤ２９、ディファレ
ンシャル装置３０は直結駆動経路を構成し、外歯ギヤ７
、内歯ギヤ８、無段変速装置ｌＯ２発進クラッチ２０、
前進用ギヤ２１、カウンタギ−１・２８、終減速ギヤ２
９、ディファレンンヤル装置３０は無段変速経路（前進
時）を構成している。そして、直結駆動経路における入
力軸４と出力軸３２間の直結伝達比！。は、無段変速経
路における人力軸４と出力軸３２間の最高速比ｉ　ｏ＋
ｉｎに比べてやや低速比側に設定されている。

調圧弁４０は油溜４１からオイルポンプ４２によって吐
出された油圧を調圧し、ライン圧としてプーリ制御弁４
３１発進制御弁４５．直結制御弁４７に出力している。

ブーり制７ｆｆｌｌ弁４３５発進制御弁４５及び直結制
御弁４７はソレノイド４４．４６．４８によってライン
圧を制？３１１　Ｌ、それぞれ従動側プーリ１４の油圧
室１８と発進クラッチ２０と直結クラッチ５とに制御油
圧を出力している。

制御回路５０には、エンジン回転数、車速、スロットル
開度、ブレーキ信号、ポジションスイッチ信号などの信
」−が入力され、これら信号と予め落債されたデータと
を比較判別することにより、１転状態に応してソレノイ
ド４＝Ｌ４６．４８に制御１８勺、例えばデユーティ制
御信号を出力している。

上記：Ｉｊｌ　１ｆｆ１１弁４３，４５．４７（７）　
％体的＋Ｒｍハ、例エバ第２　［２！Ｉに示すようにス
プール弁５１と電磁弁５２とを組合せたものでもよく、
あるいは第３図に示すようにボール状弁体５３で入力ポ
ート５４とドレンポート５５とを選択的に開閉し、出力
ポート５６の出力油圧を制御する３ポ一ト式電磁弁単体
で構成してもよい。いずれの場合も、制御弁４３，４５
．４７をデユーティ制御すれば、デユーティ比に比例し
た制御３１１油圧を出力できるので、無段変速装置ｌＯ
の変速比や発進クラッチ２０の伝達トルクのル制御に好
適である。

なお、直結クラッチ５は単に断続制御のみであるから、
デユーティ制御を行う必要はなく、０Ｎ１０ＦＦ制御の
みでもよい。

第・１図は上記無段変速機の変速線図を示し、その動作
を説明すると、まずスロットル開度を一定として発進す
る場合には、エンジン回転数が発進時の目標値（Ａ点）
Ｇ４達するまでは発進クラッチ２０を遮断し、Ａ点に到
達した後は発進クラ、チ２０を徐々に結合し、Ｂ点に到
達すると発進クラッチ２０を完全結合快感に維持して発
進制御から変速制１ａｌｌへ移行する。変速制ｉｌｌに
おいては、まず最低速比いｍａｘ）の直線に沿って加速
じ、エンジン回転数がそのときのスロットル開度に応し
た目標エンジン回転数Ｎｃ　　（Ｃ点）に到達すると、
変速領域に移行し、目標エンジン回転数Ｎ、を保持しな
がら高速比側へ変速する。１叫［ｉ変速経路の変速比が
直結伝達比ｌ。（Ｄ点）に達すると、発進クラッチ２０
を遮断するとともに直結クラッチ５を結合して直結駆り
）へ切換え、以後直結伝達比Ｉ。の直線に沿って走行す
る。

直結駆動中、無段変速装置１０は無負荷状聾で空転を続
けるが、空転時のヘルド屈曲Ｈ１失は最高速比及び最低
速比で大きく、かつこの屈曲ｆｉ失と変速比との兼ね合
いによって、無段変速装置ｌＯの空転時のｉｎ失トルク
は第５図のように最高速比で最も大きく、低速比側へ移
行するにつれて小さくなるという特性を示す。そこで、
直結駆動中は無段変速装置ｌＯを最高速比より低速比側
の最適変速比、例えば中間変速比ｉｍ　（ｉｍ−１）に
制１ｆｆｌｌ　Ｌで空転させ、ｔｉ失トルクを低減して
いる。なお、空転時における無段変速装置１０の変速比
制御は、無段変速駆動時と同様にプーリ制御弁・１３を
デユーティ制１３１１　Ｌ、、てもよいが、さほど積度
を必要としないのでｆｌｌなる０Ｎ１０ＦＦ制御であっ
てもよい。

また、無段変速駆動から直結駆動への切換は、上記のよ
うに目標エンジン回転数を維持したまま無段変速経路の
変速比が直結伝達比と一致した１１．５に切り喚えれば
よいが、直結駆動から無段変速駆動へのりＪ喚をエンジ
ン回転数が目標エンジン回転数と一致した時とすると、
スロットル開度をわずかに変化さ雇るだけで直結駆動と
無段変化駆動とが頻繁に切り換わり、所謂ノλンチング
現象を起こす。これを無くすため、第４図に示すように
目標エンジン回転数Ｎ、の下方にスロットル開度に応じ
たヒステリシス幅ΔＦ（を設定し、エンジン回転数がこ
のヒステリシス幅より低くなったときに初めて直結駆動
から無段変速駆動へ切り換わるように制御し、ハンチン
グを防止している。上記ヒステリシス幅Δ１１は第６図
実線で示すように、低スロツトル開度域で大きく、高ス
ロットル開度域では小さくなるように設定されている。

これは、低スロツトル開度で走行する頻度は高スロット
ル開度時より遥かに高く、しかも低スロツトル開度域で
は頻繁にスロットル開度を変化させることが多いからで
ある。なお、ヒステリシス幅の設定は、第６図実線で示
すようにスロットル開度の増大につれて連続的に低下す
る場合に限らず、第６図破線のように段階的に変化させ
てもよい。

ところで、上記のようにエンジン回転数がヒステリシス
幅以下（ＮＥ　−ΔＨ以下）となった時に直結駆動から
無段変速駆動へ切り喚えるといっても、無段変速装置１
０が中間変速比ｉｍに維持されていると、直結伝達比ｉ
。と中間変速比１ｆｆｌの差のために急１斂なエンジン
ブレーキがかかり、運転フィーリングを打】うことにな
る。この問題を解消するため、本発明では直結駆ＴりＪ
中にエンジン回転数がその時のスロットル開度に応した
ヒステリシス幅内に入った時１、無段変速装置ＩＯを中
間変速比ｉｎから予め高速比側へ変化しておき、ヒステ
リシス幅以下となった１１．５に即座に無段変速駆υＪ
へ切り換えても、直１、ｌ、伝達比との変速比差が小さ
いので切換時のエンジンブレーート／ヨ、りを軽減でき
るようにしている。なお、上記のようにエンジン回転数
がヒステリシス幅内に入った時には、その都度無段変速
装置ｌＯを中間変速比から高速比側へ変速しなければな
らないが、無段変速装置ｌＯは直結駆動中は空転してい
るので、変速は迅速であり、何ら支障がない。

ここで、上記の直結駆動から無段変速駆動への具体的な
切換制御を第７図のフローチャートにしたがって説明す
る。

制御がスタートすると、まず直結駆動中か否かを−Ｆｌ
ｌ別する（６０）。この判別は、具体的には直結制御弁
４７がＯＮＬでいるか、発進制御弁４５がＯＦＦしてい
るか、あるいは変速比が直結伝達比に固定されているか
否かで判別できる。直結駆１す」中でない場合には、次
に変速中か否かを判別する（６１）。

変速中でなければ発進過程にあることを０味するので、
発進制御を行う（６２）。この発進制御は、ブーり制御
弁４３をＯＮ状態に維持し、発進側１ｌｌｌｌ弁、１５
をデユーティ制御することにより行う。一方、変速中で
あれば変速制１ｆＩｌｌを行い（６３）、発北；ｊ；１
１　ｆコ１１弁・１５をＯＮ状態に維持し、プーリ制御
弁４３をデユーティ制御する。

また、（６０）の判別において直結駆動中の場合には、
その時のエンジン回転数Ｎがヒステリシス幅ΔＨ内に入
っているか、即ち Ｎ、−ΔＨ≦Ｎ≦Ｎ。

であるか否かを判別する（６４）。もしＮＩＮＥであれ
ば、直結駆動を続行すべき状態にあるから、無段変速装
置１０を中間変速比へ制御する（６５）。また、Ｎ＜Ｎ
、−ΔＨの時には、既に無段変速駆動へ切り換えるべき
状態となっているので、即座に直結クラッチ５を遮断す
るとともに発進クラッチ２０を締結し、無段変速駆動へ
切り喚える（６６）。さらに、Ｎ、−Δｌ（≦Ｎ≦ＮＥ
の時には、直結駆動を続行するか無段変速駆動・＼切り
換えるか不安定な状態にあるので、無段変速駆動へ切り
換えた時のエンジンブレーキショソクを軽減できるよう
に、無段変速装置１０を予め中間変速比から高速比側へ
制御しておく　（６７）。

なお、上記実施例では■ヘルド式無段変速機について説
明したが、本発明はトロイダル形無段変速機やその他の
如何なる直結機構付無段変速機にも通用できる。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば直結ＵＡ
勤中、無段変速装置を最高速比より必ず低速比側へ制御
した状態で空転させるため、ｍ失トルクを低減でき、効
率の良い直結走行を実現できる。

また、直結駆動から無段変速駆動への切換エンジン回転
数を、無段変速駆動から直結駆動への切換エンジン回転
数より低くなるようにヒステリシス幅を設定したので、
ハンチング現象を解消でき、安定した走行を実現できる
。

さらに、直結駆動時のエンジン回転数がヒステリシス幅
内に入った時、無段変速装置を予め高速比αリヘ制御す
るため、直結駆動から無段変速駆動へ切り換えた時の変
速比の差が小さく、エンジン回転数がヒステリシス幅以
下となった時に即座に無段変速駆動へ切り換えてもエン
ジンブレーキノョソクを軽減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御方法を通用した直結機構付無段変
速機の一例の構成図、第２図、第３図は制御弁の具体的
構造図、第４図は変速線図、第５図は無段変速装置の損
失トルク特性図、第６図はスロットル開度とヒステリシ
ス幅との関係図、第７図は本発明の制御方法の一例のフ
ローチャート図である。 ｌ・・・エンジン、４・・・入力軸、５・・・直結クラ
ッチ、６・・・直結駆シ」ギヤ、１０・・・無段変速装
置、２０・・・発進クラッチ、３２・・・出力軸、４３
・・・プーリ制御弁、４５・・・発進制御弁、４７・・
・直結制御弁、５０・・・制御回路。 出　願　人　　ダイハツ工業株式会社 代　理　人　　弁理士　筒片　秀隆 第１図 ’、（’＋　２　ｌ”！　　　　　　　　　、。３１，
１第４図 第５図 ８．１ イ；６Ｂ＋ ↑ ス　０　・Ｌｌしル昌度 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入、出力軸間に、固定伝達比を有する直結駆動経
   路と無段変速装置を有する無段変速経路とを並列に設け
   、直結駆動中、無段変速装置を空転させるようにした直
   結機構付無段変速機において、直結駆動中、無段変速装
   置の変速比を直結駆動への切換時における最終変速比よ
   り低速比側へ制御するとともに、同一スロットル開度で
   直結駆動から無段変速駆動へ切り換わる時のエンジン回
   転数が無段変速駆動から直結駆動へ切り換わる時のエン
   ジン回転数より低くなるようにヒステリシス幅を設定し
   、エンジン回転数が上記ヒステリシス幅内に入った時に
   、無段変速装置の変速比を予め高速比例へ制御すること
   を特徴とする直結機構付無段変速機の制御方法。