JPS6374735A - 無段変速機のバツクアツプ制御方法 - 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 本発明は無段変速機のバックアップ制御方法、特に発進
制御又は変速制御中の信号系の故障によるバックアンプ
方法に関するものである。

従来技術とその問題点 従来、電磁粉式クラッチや湿式多板クラッチ、あるいは
乾式クラッチなどのすべり式クラッチを発進クラッチと
して使用し、この発進クラッチとＶベルト式無段変速装
置などの無段変速装置とを直列に接続した無段変速機が
、例えば特開昭５９−６９５６３号公報にて公知である
。

上記無段変速機の場合には、発進クラッチが無段変速装
置より上流側に設けられており、その発進制御および変
速制御に必要な信号は、エンジン回転数（イグニッショ
ンパルス）、スロットル開度（アクセルスイッチ）、車
速、シフトポジションなどである。特に回転数信号とし
ては、入力軸の回転数（エンジン回転数）と出力軸の回
転数（車速）の二つの信号が用いられている。

ところが、例えば樹脂製Ｖベルトやゴム製Ｖベルトのよ
うに引張駆動方式のＶベルト式無段変速機の場合には、
走行中に急停止した時に無段変速装置が再発進可能な最
低速比に戻らない事態が生じることがあり、このように
最低速比以外の状態から発進しようとすると、エンジン
に大きな負荷が掛り、発進の円滑性が阻害されたりエン
ストを起こすおそれがある。そこで、無段変速装置の変
速比を常時確認するために、無段変速装置の入力回転数
、又は発進クラッチの出力回転数を検出するセンサを追
加し、常に円滑な発進を行うように制御することが好ま
しい。

このように３個の回転数センサを設けた場合、もし発進
過程においていずれかの回転数センサが故障し、あるい
はその送信用ハーネスが断線したりすると、その瞬間に
検出信号が断たれ、正常な発進制御が不可能となる。同
様なことは変速過程においてもいえ、いずれかの回転数
センサ又はその送信用ハーネスが故障すると、正常な変
速制御を続行できなくなる。

発明の目的 本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、発進制御あるいは変速制御中において、３個の回
転数信号系のうち１個の信号系が故障した時、他の２個
の信号系で故障信号を補い、正常な発進制御又は変速制
御を続行できる無段変速機のバックアンプ制御方法を提
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、伝達トルクを外
部より制御できるすべり式発進クラッチと、無段変速を
行う無段変速装置とを動力伝達経路中に直列に接続した
無段変速機において、入力軸の回転数、出力軸の回転数
、発進クラッチの入、出力回転数、無段変速装置の入、
出力回転数のうち、相互の回転比が固定されていない独
立な３個の回転数を検出し、発進制御中に発進クラッチ
の入、出力側の一対の回転数を除く他の１個の回転数信
号系が故障した時、又は変速制御中に無段変速装置の入
、出力側の一対の回転数を除く他の１個の回転数信号系
が故障した時、この故障した信号を他の回転数信号で代
用し、発進制御又は変速制御を続行し得るようにしたも
のである。

すなわち、３個の回転数センサのうち１個が故障しても
、一定の条件下で、他の２個のセンサによって発進制御
や変速制御を支障なく続行し得るようにバックアップす
るものである。

実施例の説明 第１図は本発明にかかる無段変速機の一例である直結機
構付■ベルト式無段変速機を示し、エンジン１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。入力軸４上には湿式多板クラッチからなる直結クラ
ッチ５と、回転自在な直結駆動ギヤ６とが設けられてお
り、直結クラッチ５は後述する直結制御弁４７によって
直結駆動時に直結駆動ギヤ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の端部には外歯ギヤ７が
固定されており、この外歯ギヤ７は無段変速装置１０の
駆動軸１）に固定された内歯ギヤ８と噛み合い、入力軸
４の動力を減速して駆動軸１）に伝達している。

無段変速装置１０は駆動軸１）に設けた駆動側ブー１Ｊ
１２と、従動軸１３に設けた従動側プーリ１４と、両ブ
ーり間に巻き掛けたＶベルト１５とで構成されている。

駆動側プーリ１２は固定シープ１２ａと可動シーブ１２
ｂとを有しており、可動シーブ１２ｂの背後にはトルク
カム装置１６と圧縮スプリング１７とが設けられている
。上記トルクカム装置１６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Ｖベルト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Ｖベルト
１５にトルク伝達に必要なベルト張力を付与している。

一方、従動側ブー１月４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への油圧は後述する
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によって断続される。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２
２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２
９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。

上記構造の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１０、発進クラッチ
２０、前進用ギヤ２１、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ｉ。は、無段変速
経路における入力軸４と出力軸３２間の最高速比ｉ　＋
ａｉｎ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
３２発進制御弁４５及び直結制御弁４７に出力している
。ブーり制御弁４３１発進制御弁４５及び直結制御弁４
７はそれぞれソレノイド４４．４６．４８を有しており
、電子制御装置６０からソレノイドに入力される制御信
号によりライン圧を制御し、それぞれ従動側ブーＩＪ１
４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。

上記制御弁４３．４５．４７の具体的構造は、例えば第
２図に示すようにスプール弁４９と電磁弁５０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５１で入力ボート５２とドレンボート５３とを選
択的に開閉し、出力ボート５４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油圧を出力できるので、無段
変速装置１０の変速制御、発進クラッチ２０の発進制御
、直結クラッチ５の直結制御を自在に行うことができる
。なお、直結クラッチ５は単なる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４図は電子制御装置６０のブロック図を示し、図中、
６１はエンジン回転数（入力軸４の回転数）を検出する
センサ、６２は車速（出力軸３２の回転数）を検出する
センサ、６３は従動軸１３の回転数を検出するセンサ、
６４はＰ、Ｒ，Ｎ、Ｄ、Ｌの各シフト位置を検出するセ
ンサ、６５はスロットル開度を検出するセンサであり、
上記エンジン回転数センサ６１．車速センサ６２．従動
軸回転数センサ６３．シフト位置センサ６４の各信号は
入力インターフェース６６に入力され、スロットル開度
センサ６５の信号はＡ／Ｄ変換器６７でデジタル信号に
変換される。

６日は中央演算処理装置（ＣＰＵ）、６９はプーリ制御
弁４３１発進制御弁４５および直結制御弁４７を制御す
るためのプログラムやデータが格納されたり−ドオンリ
メモリ　（ＲＯＭ）、７０は各センサから送られた信号
やパラメータを一時的に格納するランダムアクセスメモ
リ　（ＲＡＭ）　、７１は出力インターフェースであり
、これらＣＰ　Ｕ６８、ＲＯＭ８９、ＲＡＭ７０、出力
インターフェース７１、上記入力インターフェース６６
、上記Ａ／Ｄ変換器６７はバス７２によって相互に連絡
されている。出力インターフェース７１の出力は出力ド
ライバフ３を介して上記プーリ制御用ソレノイド４罎２ ４６および直結制御用ソレノイド４８にデユーティ制御
信号として出力されている。

第５図は電子制御装置６０内に設定された発進特性の一
例を示し、円滑な発進性が得られるように入力回転数の
二乗にほぼ比例した特性を有している。なお、第５図の
縦軸はクラッチ油圧に代えて伝達トルクとしてもよく、
また発進制御弁４５を第２図又は第３図のように構成し
た場合には、クラッチ油圧とデユーティ比とが比例する
ので、縦軸をデユーティ比としてもよい。発進クラッチ
２０は、第５図の特性曲線により入力回転数の上昇につ
れてクラッチ油圧が上昇するようにすべり制御されるが
、例えばＢ点において発進クラッチ２０の入、出力回転
数の差が設定値以下となった時、その時点で発進クラッ
チ２０を完全係合させても殆どショックがなく、しかも
発進制御を短時間で完了できる。そのため、入、出力回
転数の差が設定値以下となった時には、第５図破線で示
すようにＢ点から即座に発進クラッチ２０のクラッチ油
圧を最大Ｐｍａｘ　　（デユーティ比１００％）とし、
発進クラッチ２０を完全係合させて発進制御を完了する
。

第６図は電子制御装置６０内に設定された変速線図を示
し、図中ｉ　ｍａｘは最低速比、ｔｗｉｎは最高速比、
ｉｏは直結伝達比である。ここで、発進状態から走行状
態に移行するまでの動作を第６図について説明する。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
ジン回転数が目標値（Ａ点）に達するまでは発進クラッ
チ２０を遮断し、Ａ点に達した後は発進クラッチ２０を
第５図の特性曲線に沿ってすべり制御し、Ｂ点に到達す
ると発進クラッチ２０を完全係合させて発進制御から変
速制御へ移行する。変速制御においては、まず最低速比
の直線に沿って加速し、エンジン回転数がその時のスロ
ットル開度に応じた目標エンジン回転数Ｎ、の０点に到
達すると、変速領域に移行し、目標エンジン回転数を保
持しながら高速比側へ変速する。無段変速経路の変速比
が直結伝達比ｉ。

（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を結合して直結駆動へ切り換え、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ＷＩＯは無負荷状態で空転する。

上記発進制御および変速制御は、センサ６１〜６５で検
出される信号に基づいて行われるが、特に回転数を検出
するセンサは従来と異なり３個設けられているので、従
来と比べて次のような違いがある。すなわち、従来の場
合にはエンジン回転数と車速のみが回転数信号として人
力されているに過ぎないので、発進過程においては無段
変速装置１０の変速比を検出できず、無段変速装置１０
が最低速比に戻っていない状態で発進を開始するような
事態が生じる場合がある。これでは発進の円滑性が狙害
されたり、最悪の場合にはエンストを起こすおそれがあ
る。また、第５図に示すような発進特性に沿った発進を
行おうとすれば、発進クラッチ２０の入、出力回転数を
正確に検出しなければならないが、上記のようにエンジ
ン回転数と車速のみでは無段変速装置１０の変速比の変
化やバラツキによって発進クラッチ２００Å力回転数を
検出できず、一定の発進特性が得られない。これに対し
、本発明ではエンジン回転数と車速の他に、従動軸１３
の回転数、即ち無段変速装置１０の出力回転数（発進ク
ラッチ２０の入力回転数と等しい）を検出しているので
、無段変速装置１０の変速比は常時正確に検出でき、最
低速比以外からの発進を防止できる。また、従動軸回転
数によって発進クラッチ２０の入力回転数が判るので、
常に第５図のような発進特性に一致させることが可能で
ある。

ところで、エンジン回転数、車速および従動軸回転数を
検出する３個のセンサ６１〜６３のうち１　ｆｌｌでも
故障したり、あるいはその信号配線が断線したりして信
号系が故障を起こすと、上記のような発進制御や変速制
御が不可能となる。そこで、本発明ではこのような故障
に対応するため、３個の回転数センサのうち１個が故障
しても、一定の条件下で、他の２個のセンサによって発
進制御や変速制御を支障なく続行し得るようにバックア
ンプするものである。

表、１はバックアップ制御の具体的方法を示している。

表、１ 表、１において、Ｏは正常、×は故障、Ｎ　ｉｎはエン
ジン回転数、Ｎ１は従動軸回転数、■は車速を示す。

表、１に示すバックアップ方法を説明すると、例えば発
進制御時にＮ　ｉｎが故障した時には、（１）式のよう
にＮ０ＬＩＴでバックアップできる。

Ｎ１ｎ＝ＮＭＸ　ｉｍａｘ　Ｘ　ｉａ　　　　　　　　
−（１）（１）式中、ｉ　ｍａｘは無段変速装置１０の
最低速比、ｉａは減速ギヤ７．８のギヤ比である。

また、発進制御時にＮＩＩＩＴが故障した時には、上記
とは逆にＮｌｏでバックアップできる。

ｉ　ｍａｘ　　　　　　１ａ さらに発進制御時に■が故障すると、■＝０となるので
、発進クラッチ２０の入、出力回転数の差が常に設定値
より太き（なり、発進クラッチ２０は完全係合すること
なく常時すべり制御される。

変速制御時にＮ、ｎが故障すると、無段変速装置１０の
入力回転数が不明となるので、他の信号ではバックアッ
プできず、変速制御は行えない。

また、変速制御時にＮ１）ＪＴが故障すると、（３）式
のようにＶでバンクアンプできる。

Ｎ［＝　Ｖ　Ｘ　ｉ　ｂ　　　　　　　　　　　　　−
ｆ３）（３）式中、ｉｂは従動軸１３から出力軸３２ま
でのギヤ比である。

さらに、変速制御時にＶが故障した場合には、上記とは
逆にＮゆでバックアップできる。

Ｖ＝ＮＩｌｌＩＴ×□　　　　　　　　　　　・・・（
２）ｉｂ 直結制御時、即ち直結駆動から変速制御へ切り換える時
には、変速制御時と同様にＮ１ｎが故障するとバックア
ンプできないが、Ｎ［ＬＩＴまたはＶのいずれかが故障
した時にはバックアップできる。

第７図は発進時のバックアップ制御方法、第８図は変速
時のバックアップ制御方法を示す。

第７図において、発進中のバックアップ制御がスタート
すると、Ｎ：ｎ＋　Ｎ１ｆｆ＋　Ｖのいずれかが故障し
ているか否かを判別しく８０）、故障していなければバ
ックアンプ制御を終了する。故障中であれば、どの信号
が故障したかを判別しく８１）、Ｎ１ｎが故障した時に
は（１）式からＩ’ｌｏｕ’ｒを用いてバ・ツクアップ
しく８２）、ＮＩＩＩＴが故障した時には（２）式から
Ｎ１ｎを用いてバックアップしく８３）、■が故障した
時にはすべり制御を続行する（８４）。

第８図において、変速中のバックアップ制御がスタート
すると、Ｎ、ｎ、　Ｎａ１Ｔ、　　Ｖのいずれかが故障
しているか否かを判別しく８５）、故障していなければ
バンクアンプ制御を終了する。故障中であれば、どの信
号が故障したかを判別しく８６）、Ｎ　ｉｎが故障した
時にはバンクアンプ不能であるため、車両を停止させ（
８７）、Ｎ、：、Ｔが故障した時には（３）式から■を
用いてバックアップしく８８）、■が故障した時には（
４）式からＮ力を用いてバックアップする（８９）。

なお、直結制御時のバックアップ制御は第８図と同様で
ある。

本発明において、発進クラッチ２０としては湿式多板ク
ラッチに附らず電磁粉式クラッチや乾式クラッチも使用
できる。電磁粉式クラッチの場合には電流信号で直接伝
達トルクを制御できるので、発進制御弁が不要となり、
発進制御用の油圧回路を省略できる。

また、本発明の無段変速機はＶベルト式無段変速機に限
らず、トロイダル形無段変速機などのトラクション駆動
式無段変速機も使用できる。

さらに、発進クラッチを無段変速装置より下流側に設け
た場合に限らず、従来と同様に発進クラッチを無段変速
装置より上流に設けてもよい。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば無段変速
機内部の独立な３個の回転数を検出し、これら３個の回
転数信号系のいずれかが故障した時、一定の条件下で他
の２個の回転数信号によってバックアンプできるように
したので、発進制御および変速制御の信頼性が向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるＶベルト式無段変速機の一
例の概略図、第２図、第３図は制御弁の具体的構造図、
第４図は電子制御装置のブロック図、第５図は発進クラ
ッチの伝達トルク特性図、第６図は変速線図、第７図は
発進時のバックアンプ制御方法のフローチャート図、第
８図は変速時のバックアップ制御方法のフローチャート
図である。 １・・・エンジン、５・・・直結クラッチ、１０・・・
無段変速装置、１８・・・油圧室、２０・・・発進クラ
ッチ、３２・・・出力軸、４３・・・プーリ制御弁、４
５・・・発進制御弁、４７・・・直結制御弁、６０・・
・電子制御装置、６１・・・エンジン回転数センサ（入
力軸回転数センサ）、６２・・・車速センサ、６３・・
・従動輪回転数センサ。 出　願　人　　ダイハツ工業株式会社 代　理　人　　弁理士　筒井　秀隆 第１図 第２図　　　　　　　　　第３１４ 第４図 第５図 第６図 車速 手続補正書 １、事件の表示 昭和６１年特許願第２２０１４７号 ２、発明の名称 無段変速機のバックアップ制御方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　大阪府池田市ダイハツ町１番１号名　称　　
ダイハツ工業株式会社 代表者　江　口　友　紘 ４、代理人〒５５０ 住　所　　大阪市西区西木町１−５−９産双西本町ビル
自発補正 ７、補正の内容 明細書第７頁第７行において、「カウンタ軸２７には上
記」の後に「直結駆動ギヤ６と」を挿入する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）伝達トルクを外部より制御できるすべり式発進ク
   ラッチと、無段変速を行う無段変速装置とを動力伝達経
   路中に直列に接続した無段変速機において、入力軸の回
   転数、出力軸の回転数、発進クラッチの入、出力回転数
   、無段変速装置の入、出力回転数のうち、相互の回転比
   が固定されていない独立な３個の回転数を検出し、発進
   制御中に発進クラッチの入、出力側の一対の回転数を除
   く他の１個の回転数信号系が故障した時、又は変速制御
   中に無段変速装置の入、出力側の一対の回転数を除く他
   の１個の回転数信号系が故障した時、この故障した信号
   を他の回転数信号で代用し、発進制御又は変速制御を続
   行し得るようにした無段変速機のバックアップ制御方法
   。