JPS6357370A - 車両用無段変速機油圧制御装置 - 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、白！Ｆ７１１１１′ｉ用無段変速機の油圧１
１制御装置に関し、特にエンジンにより直接駆動される
無段変速システム用の油圧源であるポンプを、特定の条
件下でパワーステアリングの油圧源として用いる無段変
速機の油圧制御装置に関する。

［従来の技術］ 自ａｍ用無段変速機システムは、エンジンにより直接駆
動されるポンプを油圧源としているが、定常走行より瞬
時のキックダウンを行うため、エンジンの低回転域から
常時、最大流量を吐出し、通常は、エンジン側より駆動
輪へ最適なトルク伝達と、変速が可能な油量以外はドレ
ンによりタンクに戻されている。特にアイドリングを含
む低回転域ではエンジン側のトルクも小さく、更に低速
時では変速比もロー（Ｌｏｗ）側付近で急激な変動もな
いため消費油量は極少量である。

一方、パワーステアリングは車体速度が停止から極低速
時に操舵を行う場合に消費抽出が最大となり、速度が上
拌するに伴い消費油量は減少する。

従って、従来パワーステアリング用ポンプでは、エンジ
ンの回転に従い流！　ＩＩＩ　ａｌｌ弁により吐出した
油をドレンに戻して制御していた。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のように無段変速システム用ポンプとパワーステア
リング用ポンプは共に最大吐出υを基準に作動するため
、通常の作動時には、エンジンに対して駆動ロスが大き
くなるという問題があった。

本発明は無段変速システム用ポンプが吐出した圧油の内
、トルク伝達、変速に用いない分を、パワーステアリン
グ用駆動に利用することにより、従来パワーステアリン
グ用に設けていたポンプを廃止して、ポンプ駆動馬力を
低減させ、更に作動圧油の吐出量、圧力を最適に制御す
ることで快適な操縦性を実現可能にする車両用無段変速
機油圧制御装置を提供することを目的とするものである
。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の車両用無段変速機油圧制御装置は、ベルト駆動
式の車両用無段変速機油圧シリ罪装置において、 エンジンにより駆動されるポンプの吐出油を無段変速制
御回路と、ステアリング油圧制御回路に選択的に分配す
る制御切換部を有することを特徴とするものである。

［作用］ 本発明の車両用無段変速機油圧−御装置では、エンジン
により駆動されるポンプの吐出油を無段変速制御回路と
ステアリング油圧Ｍ’ｎ回路に選択的に分配する制御切
換弁が、車速センサ、操舵信号センサ等から制御用マイ
コンに入力され、このマイコンから出される信号によっ
て流体である圧油の流れ通路の切換作用を行う。

即ら、ステアリング補助上限速度に対して車速が下回り
、かつ運転者による操舵が行われる場合にはポンプの吐
出油はステアリング油圧制御回路に分配されるように制
御切換弁が作動する。この場合、無段変速機の変速比と
ベルト推力制御値は、車速がステアリング補助上限速度
を上回るか、或いは運転者が操舵を終了し、ステアリン
グを中立位置へ戻すまでは制御切換弁の制ｍ＋開始時の
値に保持される。

前記シ１ｔｌｌ切換弁は、非制御時にはポンプの吐出油
の一部を絞りを通じてステアリング油圧＆ｌ　１１１１
回路に残し、残りを無段変速制御回路に分配する。

上記したステアリング補助上限速度は、操舵輪に対する
ステアリング入力の反力を基準にして決定されるように
構成してもよい。

［発明の実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

（第１実施例） 第１図に装置の全体を示す。

エンジン７の駆動軸２４は、電磁パウダークラッチ２３
を介し無段変速機２の入力軸２５に接続され、回示しな
い伝動ベルト及び減速差動ギアを介して駆動輪８につな
がった出力軸２６に接続されている。

エンジン７のスロットル部には、スロットル開度センサ
３３が配設されている。また、駆動軸２４にはエンジン
回転数センサ３０、入力軸２５には入力軸回転数センサ
３１及び出力軸２６には出力軸回転数センサ３２がそれ
ぞれ配備されている。

そして、各センサ３３．３０．３１．３２は各制即用マ
イコン９に信号を出力している。

エンジン７のポンプ駆動軸１８を介して回転駆動される
ポンプ６は、タンク１０内より油を吸引し、所定値まで
昇圧させた後、作動油を配管１５側に吐出する。

そして、高圧の作動油は吐出配管１５を介してポンプ吐
出制御回路５に入る。そこで、信号２゜により配管１３
と配管１７に吐出方向が切換えられ配管１３は無段変速
制御回路１に接続されており、信＠１９により無段変速
機２を配管１４を通じて制御する。一方、配管１７は、
ステアリング油圧制卸回路３に接続されており、制御信
号２１により運転者のステアリング人力１２に対して、
ステアリング部４に補助する様に油を供給し、操舵輪１
１を動かす。

ステアリング入力部１２には、操舵信号センサ３４があ
り、ステアリング信号を制御用マイコン９に出力してい
る。

第２図に無段変速ＩＩＩ　Ｉ１１回路１及び無段変速ｎ
３０ｏからなる無段変速機システム全体の構成を示す。

第２図において、ベルト駆動式の無段変速システムは、
駆動側の回転軸３０１に取付けられた変速プーリハエと
、従動側の回転軸３０２に取付けられた変速プーリＢ−
に巻き掛けられた伝動ベルト３０３とを備え、駆動側の
回転軸３０１に連結された自動車のエンジン７の回転力
が、所定の変速比に従って、従動側の回転軸３０２に伝
達されるようになっている。

変速プーリＬは、回転軸３０１に固定されて回転軸３０
１とともに回転する固定回転体３０４と、その固定回転
体３０４と相対向して回転軸３０１に輪方向の移動可能
かつ軸回りに回転不能に嵌合され、その固定回転体３０
４との間に溝幅の可変なＶ溝３０５を形成する可動回転
体３０６と、可動回転体３０６との間に液密の油圧室３
０７を形成するピストン３０８を備えている。制御用マ
イコン９からの制御信号により無段変速制御回路１が作
動し回転軸３０１に形成された通路３０９を介して油圧
室３０７内の作動油の容積が変化させられると、可動回
転体３０６が軸方向に移動して■溝３０５の溝幅が変更
されるようになっている。

変速プーリＢ−も、変速プーリＬと同様に構成され、回
転軸３０２に固定された固定回転体３１０と、固定回転
体３１０と相対向して回転軸３０２に軸方向の移動可能
かつ軸回りの回転不能に嵌合され、固定回転体３１０と
の間に溝幅の可変なＶ溝３１１を形成する可動回転体３
１２と、回転軸３０２に固定され、可動回転体３１２と
の間に液密の油圧室３１３を形成するピストン３１４を
備えている。回転軸３０２に形成された通路３１５を介
して油圧室３１３内の作動油の容積が変化させられると
Ｖ溝３１１の溝幅が変化させられるようになっている。

回転軸３０２の回転は駆動輪８へ伝達される。

エンジン７の近傍にはエンジンの回転数を検出する回転
センサＳ１とエンジンのスロットル開度を検出するセン
サＳ２が、又、変速プーリハエの近傍には駆動側回転輪
３０１の回転を検出する回転センサＳ３が、更に変速プ
ーリＢ−の近傍には従動側回転軸３０２の回転を検出す
る回転センサＳ４が夫々設けられ、これらセンサに加え
車速センサＳ５が設けらけている。各センサからの信号
が制御マイコン９へ入力されて制御用マイコン９によつ
て重両の運転状態に応じて最適の変速比が決定され、無
段変速制御回路１ヘマイコン９から制御信号が発せられ
る。

第３図に、ポンプ吐出１１Ｊｔ１１回路の構成を示す。

ポンプ６は、回転中の油圧が規定圧以上にならない様に
リリーフ弁５１を備えており、配管１６よりリリーフす
る。吐出油は配管１５を通り制御切換弁５２に接続され
ており、制御用マイコン９の信号２０により吐出方向を
無段変速制御回路１とステアリング油圧制−回路３に切
換えている。

第４図に、制御切換弁５２を示す。

メインピストン５２１は、絞り５３１と全周数箇所のボ
ート５２７及びボート５２７と導通し、スプリング５２
５を保持する流路５３４よりなる。

ハウジング５３５は、ポンプ６からの配管１５（第３図
）に接続され全周ボート５３６に導通する流路５２３、
及びステアリング油圧制御回路３への配管１７（第１図
）と全周ボート５３６を接続する流路５２２、前記メイ
ンピストン５２１を摺動自在に保持するスプール部５３
３、メインピストン５２１によってボート５３６と流路
５２２を遮断するシール部５２６、及び、メインピスト
ン５２１の位置決めをするストッパ５３２よりなる。

コイル部５３７は無段変速υＪｌｌ１１回路１への配管
１３（第１図）に接続され、前記スプール５３３と導通
する流路５２４、コイル５２９、コイル５２９への通電
によりメインピストン５２１に吸引力を作用させる吸着
面５３０よりなり、前記３個の部分は、図示するように
スプリング５２５の反力により、メインピストン５２１
がシール部５２６で流路５２２とポート５３６を遮断す
る様に組みつけられている。

第５図に無段変速機・ステアリングυｌｌｌ１のフロー
チャートを示す。

ステップ１０１にてスロットル開度センサ３３からエン
ジンのスロットル開度θ、ステップ１０２で、エンジン
回転数センサ３０よりエンジン回転数Ｎｅ、ステップ１
０３で、入力軸回転数センサ３１よりドライブ回転数Ｎ
ｉｎ、ステップ１０４で、出力軸回転数センサ３２より
ドリブン回転数Ｎｏｕｔを読み込む。

ステップ１０１で読み込まれたスロットル開度θは第１
図及び第３図に示す制御用マイコン９にインプットされ
ステップ１０５でθ−〇の判別を行いスロットル開度が
０ならばステップ１２６にて、予め定められた一定ＩＮ
ＩとＮｏｕｔとの大小比較を行い、一定値Ｎ１よりも小
さければ電磁パウダークラッチ２３を連結するためのク
ラッチ電流１ｃを切る。一定値Ｎ１は実験的に定められ
た値で、スロットル開度が零で、車速が低速の一定値以
下の時に電磁パウダークラッチ２３を解除してエンスト
を防止するためのものである。

次に、電磁パウダークラッチ２３を連結させる条件は、
ステップ１０５でスロットル開度θが零でないと判断さ
れたか、あるいはスロットル開度θが零でも車速即ちプ
ーリ回転数Ｎｏｕｔが所定（直Ｎ１以上である場合で、
クラッチ電流Ｉｃを流し、電磁パウダークラッチ２３を
連結しエンジン７の出力をプーリ入力軸２５に伝達する
。

次に、第２図に示す伝動ベルト３０３のベルト推力制御
が行われる。

ステップ１０１．１０２により読み込んだスロットル開
度θとエンジン回転数Ｎｅからステップ１０７において
第７図のエンジン性能曲線に基づきエンジントルクＴｅ
を算出する。

ステップ１０８において無段変速機のトルク伝達能力Ｔ
ｂがエンジントルクＴｅより設定される。

ステップ１０９にて変速機のベルトを挟圧する力である
ベルト推力を計算し、ステップ１１０にて前記ベルト推
力を制御する推力制御定数の決定を行う。そして、ステ
ップ１１１で推力制御を行う事で、変速機のトルク伝達
能力Ｔｂがステップ１０８で設定された値となる。従っ
て、無段変速機はエンジントルクＴｅに応じたトルク伝
達が可能である。

次に、ステップ１１２にて１［クラッチ２３のトルク伝
達能力ＴＣを変速機の伝達能力Ｔｂより計算し、ステッ
プ１１３でクラッチ制御定数を決定し、ステップ１１４
でｔＩ＋１１１１１用マイコン９からクラッチに通電さ
れ連結される。

次に、変速比制卸を説明する。

ステップ１０１にて読み込んだスロットル開度θからス
テップ１１５において該開度に対応する目標エンジン回
転数Ｎｅ−を算出する。Ｎｅ′は無段変速機を使用した
場合の各スロットル開度に於ける目標エンジン回転数を
示す第６図からσ出される。ステップ１０２に読み込ん
だエンジン回転数Ｎｅと目標エンジン回転数Ｎｅ′との
差を計算し、この差が設定範囲上ＮＯの中に入っている
と変速比ｅは変更しない。設定範囲±ＮＯから外れた場
合は、ステップ１１７でプーリ変速定数を決定し、ステ
ップ１１８で変速を行う。そして、再びスタートに戻り
、設定範囲上ＮＯの中に入るまでループを繰り返す。

こ°こで、ステアリングの補助について説明する。

操舵力はステアリング入力１２に対する、路面からの操
舵輪１１の反力で決まり、反力は車速Ｖが小さい程大き
くなる、従って、低速域では操舵力の補助は大きく、速
度が増すに従い少なくなる。

又、車体の荷重、路面のμの大小によって、同じ車速で
も前記反力は上下する。

車体の荷重が大きくなり、操舵輪への荷重が増えると、
前記反力は増加し、路面が例えば、雪上の場合のように
μが小さい場合の反力は低下する傾向にある。

従って、これら荷重、μを含んだｔｌＪｔ［ｌ定数を考
慮する必要があるが、ここでは、μを一定として荷重に
ついてのみを考える。

いま、Ｖｓをステアリング補助上限速度とし、Ｖｓ以上
の速度ではステアリングの補助をしなくても容易に操舵
が行える事とする。

ここでは、発進直後のスロットル開度の時間微分値と、
車速■の時間微分値の比に比例する値として ＶＳ＝Ｋ　（（ｄθ／ｄｔ）／（ｄｖ／ｄｔ））＋ＶＳ
Ｏ と定める。

つまり、発進直後゛の変速比がロー（Ｌｏｗ）固定状態
で、スロットルの開度に対して車速の立ち上がりが遅い
場合には、車体が重い状態と判断し前記Ｖｓを大きくす
る。一方、スロットルの開度に対して車速の立ち上がり
が速い場合は車体が軽いものと判断し前記Ｖｓを小さく
する。

これによって、ステアリングへの油の配分を必要最小限
にして効率的な制御を行い、無段変速機のυＩｔｌｌへ
の影響を少なくする。

Ｖｓは、発進後次に停止するまでは、前回の値を保持し
ているが、乗車人員、荷物等で決まる車体の荷重は、走
行中頻繁に変動する事がないため制卸上の違和感はない
。

前記ＶＳを用いて、以下の制御を進める。

まず、ステップ１１６でＮｅとＮｅ′の差が±ＮＯ以内
に以内に制御できたらステップ１１９でＮｏｕｔを読み
込み、ステップ１２０で車速Ｖの計篩を行う。

次いで、上記ＶとＶｓの比較をステップ１２１で行う。

車速ＶがＶｓより大きい場合、ステアリングの圧油によ
る操舵力の補助は行わない。一方、■がＶＳより小さい
場合は、ステップ１２２で操舵信号センサ３４よりステ
アリング信号を読み込みステップ１２３で信号の有無を
判断する。

ここで、信号が読み込まれた場合、叩らステアリング中
立位置より遊び分θｓｔｏ以上の操舵があったときステ
ップ１２４でステアリング制御定数を計算し制御切換弁
５２のコイル５２９に通電し、メインピストン５２１が
、吸引面５３０に動く力によって、スプリング５２５の
反力に抗してスプール５３３内を摺動し油路５２３に通
じるボート５３６と油路５２２をシール部５２６を全開
にして連通させステアリング油圧回路３で必要とする油
量がポンプより流れる様にする。

一方、ボート５３６と流路５２４は、メインピストン５
２１の移動によりランド部５２８により、ボート５２７
が絞られるため流量が制限され、ポンプ６から無段変速
＄す御回路１への油量が減少する。

制御切換弁５２の制御が終了したら、再び、ステップ１
１９に戻りＮｏｕｔを読み込み、ステップ１２０で車速
■を計算し、ステップ１２１で車速■とＶｓの比較を行
い、車速Ｖが■ｅを超えるか若しくは、ステップ１２２
でステアリングを中立に戻し、ステップ１２３で信号が
なくなるまでは、変速比はステップ１１６の値を保持し
ている。従って、この間は一切変速はされないことにな
るが、絞られたボートを通じて無段変速制御回路１１に
も流されるため、トルク伝達に必要なベルト推力は上記
ステアリング制御時も確保され、エンジントルクに応じ
た駆動輪へのトルク配分が可能となる。

（第２実施例） 本実施例ではポンプ吐出＃ＪＩ　Ｉ１１回路５中の制御
切換弁５２を無段変速機側弁２４０と、ステアリング側
弁２５０に分けて各独立に制御する構成とした。（第８
図参照） ポンプ６により吐出された油は、配管１５を通りバルブ
２４０の吸入ボート２４１に入り、バルブ制御信号２４
５により、無段変速制御回路１に必要な油量を吐出ボー
ト２４２より吐出し、配管１３より無段変速制御回路１
に供給する。そして、ポンプ吐出油の余剰分はドレンボ
ート２４３を通り配管２４６よりバルブ２５０の吸入ボ
ート２５１に入る。ここでも、制御信号２５５によりコ
イル２５４への通電で、ステアリング油圧制御回路３に
必要な油四をボート２５２より吐出し、配管１７よりス
テアリング油圧制御回路３に供給する。

そして余剰分は、ドレンボート２５３、配管２５６より
タンク１０に戻される。

以上の構成では、各制御回路に対して必要な油恐が供給
できるので、より細かい制御が実現できる。

（第３実施例） 本実施例ではステアリング補助上限速度Ｖｓを、操舵輪
に対するステアリング入力の反力を基準にして決定し車
体の荷重及び、路面のμによる操舵力の変化をより細か
く制御する構成とした。（第９図参照） 即ちステアリング入力部１２にトルクセンサ１２０を挿
入し、操舵時のステアリング反力Ｆｓ１２１を読み込む
、別に定めたＦＳ−ＶＳ特性のカーブよりＶｓを定めて
制御を実施する。

この場合、ｌ”ｓは車体荷重の大小及び、路面のμの情
報を含んでいるので、荷重が大きい場合、又はμが大き
い場合、Ｖｓは大きくなり、逆の場合は小さくなる。一
方、荷重が大きく、μが小さい場合と、荷重が小さく、
μが大きい場合にはほぼＦＳの値は等しくなるため、Ｖ
Ｓ値は同値を示すが、制御上問題がある場合には、前記
スロットル（ＦｌｉｌＩの時間微分値と車速の時間微分
値の比をパラメータとして補正する。

［発明の効果］ 本発明の車両用無段変速機油圧１ｌＩＪ　ｔｌｌ装置は
、無段変速システム用油圧源であるポンプを、特定の条
件下でパワーステアリングの油圧源としても利用するこ
とで、パワーステアリング用に特にポンプを別設する必
要がなく、かつエンジンに対する負荷の軽減に寄与する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の無段変速機の油圧制御装置全体の第１
実施例を説明する図であり、第２図は本発明における無
段変速システム全体の側面図、及びブロック図であり、 第３図はポンプ吐出制御回路の構成を示す説明図であり
、第４図は制御切換弁の断面図である。 第５図は本発明の無段変速機の油圧制御装置のフローチ
ャートを示す。 第６図は無段変速機を使用した場合の各スロットル開度
における目標エンジン回転数を示すグラフであり、第７
図はエンジン回転数とエンジントルクとの関係を示すグ
ラフである。 第８図は本発明の車両用無段変速機油圧ＩＩＩ　ａｌｌ
装置の第２実施例を示す構成図であり、第９図は本発明
の車両用無段変速機油圧制御装置の第３実施例を示す全
体構成図である。 １・・・無段変速制御回路 ２．３００・・・無段変速機 ３・・・ステアリング油圧制御回路 ４・・・ステアリング部 ５・・・ポンプ吐出１ＩＩＪ　ｔｌｔ１回路６・・・ポ
ンプ　　　　　７・・・エンジン８・・・駆動輪　　　
　　９・・・制御用マイコン１０・・・タンク　　　　
１１・・・操舵輪１３．１４．１５．１７・・・配管 ２１　　　　・・・制御信号 ２４　　　　・・・エンジンの駆動軸 ２５　　　　・・・無段変速機の入力軸２６．３０２・
・・出力軸 ３０．８１　　・・・エンジン回転数センサ３１　　　
　・・・入力軸回転数センサ３２．８４　　・・・出力
軸回転数センサ３’３．８２　　・・・スロットル開度
センサ３４　　　　・・・操舵信号センサ １２０　　　　・・・トルクセンサ ３０１　　　・・・駆動側回転軸 ３０２　　　　・・・従動側回転軸 ３０３　　　・・・伝動ベルト ５２１　　　・・・メインピストン（ピストン）５３１
　　　・・・絞り（絞り部材） ハエ　　　　　・・・変速プーリ（駆動側）１　　　　
・・・変速プーリ（従動側）特許出願人　　　日本電装
株式会社 代理人　　　　弁理士　大川　宏 同　　　　　弁理士　丸山明夫 第２図 第３図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベルト駆動式の車両用無段変速機油圧制御装置に
   おいて、 エンジンにより駆動されるポンプの吐出油を無段変速制
   御回路と、ステアリング油圧制御回路に選択的に分配す
   る制御切換部を有することを特徴とする車両用無段変速
   機油圧制御装置。
2. （２）制御切換部は、ステアリング補助上限速度に対し
   て、車速が下まわり、且つ運転者による操舵が行われた
   場合に制御信号により制御され、ポンプの吐出油をステ
   アリング油圧制御回路に分配せしめる制御切換弁を備え
   ている特許請求の範囲第１項記載の車両用無段変速機油
   圧制御装置。
3. （３）制御切換弁は、吐出油をステアリング油圧制御回
   路に分配すべく制御された場合、車速がステアリング補
   助上限速度を上回るか、或いは運転者が操舵を終了しス
   テアリングを中立位置へ戻すまでは、無段変速機の変速
   比とベルト推力制御値を制御切換部の制御開始時の値に
   保持するピストン及び絞り部材からなる特許請求の範囲
   第２項記載の車両用無段変速機油圧制御装置。
4. （４）制御切換部は、非制御時には、ポンプの吐出油の
   一部を絞りを通じてステアリング油圧制御回路に残し、
   残りを無段変速制御回路に分配する特許請求の範囲第１
   項記載の車両用無段変速機油圧制御装置。
5. （５）制御切換部は、各々独立して制御される無段変速
   機側弁部とステアリング側弁部とから構成されている特
   許請求の範囲第１項記載の車両用無段変速機油圧制御装
   置。
6. （６）ステアリング補助上限速度は、操舵輪に対するス
   テアリング入力の反力を基準にして決定される特許請求
   の範囲第２項記載の車両用無段変速機油圧制御装置。