JPS624647A - 無段変速機の制御装置 - 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１ 本発明は、車両用のベルト式無段変速機の制御装置に関
し、詳しくは、変速比の変化速度を制御対象として変速
制御するものに間する。 【発明の背景１ この極の無段変速機の変速制御に関しては、例えば特開
昭５５−６５７５５号公報に示す油圧制御系の基本的な
ものがある。これは、アクセルの踏込み母とエンジン回
転数の要素により変速比制御弁がバランスするように動
作して、エンジン回転数が常に一定になるように変速比
を定めるもので、変速比をＭｍ対壕にしている。 従って変速速度″は、各変速比、プライマリ圧等により
機構上決定されることになり、変速速度を直接制御でき
ななか）た。そのため、運転域の過渡状態では変速比が
ハンチング、オーバシュート等を生じてドライバビリテ
ィを悪化させることが指摘されている。 このことから、近年、無段変速機を変速制御する場合に
おいて、変速比の変化速度を加味して電子制ｗＪする傾
向にある。 【従来の技術】 そこで従来、上記無段変速機において変速速度を加味し
て制御するものに関しては、例えば特開昭５９−１５９
４５６号公報の先行技術がある。 これは、変速制御について変速比変化方向切換弁装置と
変速比変速度制御弁装置を有し、変化方向Ｉ／Ｊ換弁装
置を給油または排油の一方に切換えた状態で、変速速度
制御弁装置においてＮ磁弁によりスプール弁を指定のデ
ユーティ比で動作しで、変速比の変化速度を制御する構
成になっている。 また、変速速度を設定することに関しては、例えば特開
昭５９−２１７０４８号公報があり、目標速度比ｅ′に
対する実際の速度比ｅの偏差により変速制御するフィー
ドバック系において、目標速度比ｅ′をΔｅだけ増減す
るように構成されている。

【発明が解決しようとする問題点】

ところで、上記従来の先行技術の前者によれば、変速制
御に２種類の弁装置が用いられているので、必然的に構
造が複雑になる。また、先行技術の後者によれば、所定
の変更量Δｅを増減する方法であるから、変更量Δｅを
大きく定めると応答性は良いがオーバシュート等を生じ
、逆に変更量Δｅを小さく定めると応答性が悪くなり、
変更量Δｅの設定が難しい等の問題がある。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、変速
制御の弁装置を単一なものにし、更に変速比の変化速度
を種々の条件により直ちに決定してオーバシュート等を
生じることなく応答性に優れた無段変速機の制御ＪＡ置
を提供することを目的としている。

【問題点を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明は、変速速度ｄｉ／ｄ
ｔは流ｆｆ１Ｑの関数で示され、流ｆｆ１Ｑはプライマ
リ圧Ｐｐ、ライン圧ＰＬ、変速速度制御弁を給油と排油
の２位置で動作する場合のデユーティ比りの関数になり
、各圧力Ｐｐ　、ＰＬは変速比ｉ等の関数になることか
ら、変速速ｊｌｊｄｉ／ｄｔはデユーティ比り、変速比
ｉの関数になる。また、変速速度ｄｉ／ｄｔは定常での
目標変速比ｉｓと実変速比ｉの偏差に基づいて決まる。 このことから、デユーティ信号のオン・オフで給油と排
油の２位置を動作する変速速度制御弁を設ける。そして
、定常での目標変速比ｉｓと実変速比ｉの偏差およびエ
ンジン負荷の変化速度により設定された係数に基づいて
変速速度ｄ　ｉ　／　ｄ　ｔを決め、これと変速比ｉに
よりデユーティ比りを求めて変速速度制御弁を動作する
ように構成されている。

【作　　用】

上記構成に基づき、２位置で動作する変速速度制御弁の
デユーティ比りが変速速度ｄｉ／ｄｔと対応することで
、定常での目標変速比ｉＳ、実変速比１の偏差に基づく
変速速度ｄｉ／ｄｔは変速速度制御弁の動作により直接
制御されることになり、こうして変速比の変化速度を変
えながら変速制御することが可能となる。

【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図において、本発明が適用される無段変速機を含む
伝動系の概略について説明すると、エンジン１がクラッ
チ２１前後進切換装置３を介して無段変速機４の主軸５
に連結する。、無段変速機４は主軸５に対して副軸６が
平行配置され、主軸５にはプライマリプーリ７が、副軸
Ｇにはセカンダリプーリ８が設けられ、各プーリ７．８
には可動側に油圧シリンダ９　、１０１ｆｉ装備される
と共に、駆動ベルト１１が巻付けられている。ここで、
プライマリシリンダ９の方が受圧面積を大きく設定され
、そのプライマリ圧により駆動ベルト１１のプーリ７゜
８に対する巻付Ｇｊ仔の比率を変えて無段変速するよう
になっている。 また副軸６は、１組のりダクションギャ１２を介して出
力軸１３に連結し、出力軸１３は、ファイナルギヤ１４
．ディファレンシャルギヤ１５を介して駆動輪１６に伝
動構成されている。 次いで、無段変速機４の油圧ＩＩＩ御径について説明す
ると、エンジン１により駆動されるオイルポンプ２０を
有し、オイルポンプ２０の吐出側のライン圧油路２１が
、セカンダリシリンダ１０．ライン圧制御弁２２．変速
速度制御弁２３に連通し、変速速度制御弁２３からライ
ン圧油路２４を介してプライマリシリンダ９に連通ずる
。ライン圧油路２１は更にレギュレータ弁２５に連通し
、レギュレータ弁２５からの一定なレギュレータ圧の油
路２６が、ソレノイド弁２７、２８および変速速度制御
弁２３の一方に連通する。 各ソレノイド弁２７．２８は制御ユニット４０からのデ
ユーティ信号により例えばオンして排圧し、オフしてレ
ギュレータ圧ＰＲを出力するものであり、このようなパ
ルス状の制御圧を生成する。そしてソレノイド弁２１か
らのパルス状の制御圧は、アキュムレータ３０で平均化
されてライン圧制御２２に作用する。これに対しソレノ
イド弁２８からのパルス状の制御圧は、そのまま変速速
度制御弁２３の他方に作用する。なお、図中符号２９は
ドレン油路、３１はＡイルパン、３２はオリフィスであ
る。 ライン圧制御弁２２は、ソレノイド弁２７からの平均化
した制御圧により、変速比ｉ、エンジントルク下に基づ
いてライン圧ＰＬの制御を行う。 変速速度制御弁２３は、レギュレータ圧とソレノイド弁
２８からのパルス状の制御圧の関係により、ライン圧油
路２１．２４を接続する給油位置と、ライン圧油路２４
をドレンする排油位置とに動作する。 そして、デユーティ比により２位置の動作状態を変えて
プライマリシリンダ９への給油または排油の流量Ｑを制
御し、変速比ｉを変えると共に、その変化速Ｉｆｄ　ｉ
　／　ｄ　ｔも変えるようになっている。 即ち、プライマリシリンダ９の必要油量■は、変速比ｉ
との関係で機械的に構成上決まるもので、Ｖ＝ｒ　　（
ｉ　） となり、流量Ｑは油ｍＶを時間で微分したものであるか
ら、 Ｑ＝ｄｖ／ｄｔ＝　（ｄｆ　（＋　＞　／ｄｉ）　・（
ｄｉ／ｄｔ）となり、流＠Ｑと変速速度ｄｉ／ｄｔは変
速比ｉをパラメータどして対応している。従って、次式
になる。 ｄｉ／ｄｔ＝　ｆ（Ｑ、　ｉ　） また、プライマリシリンダ内圧Ｐｐ、ライン圧ＰＬ、流
量係数Ｃ１動力加速度９．油比重吊γ。 弁の給油ボート開ロ面ｍｓ＋、排油ボート間口面積ＳＯ
とすると、給油流１ｉＱｉ、排油流隋Ｑｏは、Ｑｏ　＝
ｃ−８ｏ　［（２ｇＰｐ　）’／７’］令＝ａ−８ｏ　
（Ｐｐ　）！ Ｑｉ　＝ａ−８ｉ　　（ＰＬ　−ＰＩ）　）’（ａ＝ｃ
（２ａ／γ）番］ で表わせる。 そこで、デユーディ比（オン／オフ比）をＤとすると、
１サイクルの平均流ＪＩＱ（給油を正とする）は、 Ｑ＝ａ　ｆＤ−３ｉ　　（ＰＬ−Ｐｐ）４−　（１−Ｄ
）ｘＳｏ　（Ｐｐ　）！　） となり、ａ、Ｓｉ　、Ｓｏを定数とすると、次式になる
。 Ｑ＝　　ｆ（Ｄ、ＰＬ、ＰＩ）） ここでラインＰＬは、変速比ｉ、エンジントルクＴによ
り制御され、モしてプライマリシリンダ内圧Ｐｐは、変
速比ｉとライン圧ＰＬで決まるものであるから、Ｔを一
定と仮定すると、Ｑ＝　ｒ（ｏ、＋　＞ どなり、次式が成介する。 ｄｉ／ｄｔ＝　　ｆ（Ｄ、　ｉ　） このため、式展開すると、 Ｄ＝　ｆ（旧／ｒｌｔ、　ｉ　） となり、以上により変速速度ｄｉ／ｄｔはデユーティ比
りと対応することがわかる。そしてデユーティ比りは、
変速速１１ｄｉ／ｄｔと変速比ｉの関係で決まることに
なる。 一方、変速速度ｄｉ／ｄｔは、定常の目標変速比１ｓと
実際の変速比ｉとの偏差に基づくものであるから、次式
が成立する。 ｄｉ／ｄｔ＝　ｋ　（ｉｓ　−ｉ　） このことから、各変速比ｉにおいて上式から変速速度旧
／ｄｔを決めてやれば、それに基づいてデユーティ比り
が求まり、このデユーティ比りで変速速度制御弁２３を
動作すれば、低速段と高速段の変速全域で変速比変化速
度制御を行うことが可能となる。 そこで第２図の電気制御系では、上述の原理に基づいて
構成されており、以下に説明する。 先ず、変速速度ｉＩ制御系について説明すると、プライ
マリプーリ７、セカンダリプーリ８．エンジン１の各回
転数センサ４１．４２．４３、およびスロットル開、度
センサ４４を有する。そして制御ユニットにおいて両プ
ーリ回転数センサ４１．４２からの回転−信号Ｎｐ、Ｎ
ｓは、実変速比口出部４５に入力して、１＝Ｎｐ／Ｎｓ
により実変速比ｉを求める。また、セカンダリブーり回
転数センサ４２からの信号Ｎｓとスロットルセン度セン
サ４４の信号θは、目標変速比検索部４Ｇに入力する。 ここで第３図（へ）に示す変速パターンに基づき、第３
図の〉に示すテーブルが設定されており、このテーブル
のＮＳ、θの値からｉｓが検索される。そして実変速比
搾出部４５の実変速比ｉ、目標変速比検索部４８の定常
での目標変速比＋Ｓおよび係数設定部４１の係数には変
速速度算出部４８に入力し、 ｄｉ／ｄｔ＝　ｋ　　（ｉｓ　−ｉ　）により変速速度
ｄｉ／ｄｔが算出され、かつその正。 負の符号によりシフトアップまたはシフトダ・ランを決
める。この変速速度制御１５４８と実変速比算出部４５
の４１号は、更にデユーティ比検索部４９に入力する。 ここで既に述べたように、デユーティ比Ｄ−ｆ（旧／ｄ
ｔ、　＋　）の関係によりｄｉ／ｄｔ、　ｉに基づくデ
ユーティ比りのテーブルが第３図＠のように設定されて
おり、このテーブルからデユーティ比りを検索する。こ
のテーブルでは、変速比ｉが小さくなって高速段に移行
し、かつ変速速度ｄｉ／ｄｔが小さくなるに従ってデユ
ーティ比りの値が小さく設定されている。そして上記デ
ユーティ比検索部４９からのダニ−ティ比りの信号が、
駆動部５０を介してソレノイド弁２８に入力するように
なっている。 続いて、ライン圧制御系について説明すると、スロット
ルｒｆｆ１度センナ４４の信号θ、ニシンン回転数セン
サ４３の信＠Ｎｅがエンジントルク算出部５１に入力し
て、第３図（ｄ）のテーブルからエンジントルクＴを求
める。一方、大変速比惇出部４５からの実変速比ｉに基
づき必要ライン圧設定部５２において、第３図（ｅ）の
関係から単位トルク当りの必要ライン圧ＰＬｕを求め、
これと上記エンジントルク算出部５１のエンジントルク
Ｔが目標ライン圧算出部５３に入力して、ＰＬ＝ＰＬｕ
　−Ｔにより目標ライン圧ＰＬを算出する。 目標ライン圧算出部５３の出力ＰＬは、デユーティ比設
定部５４に入力して目標ライン圧ＰＬに相当するデユー
ティ比りを設定するが、第３図（ｆ）に示す特性におい
て先ずニシン回転数Ｎｅにおける最大、最小のライン圧
ｐｍａｘ、・Ｐ　ｓｉｎを検索し、Ｄ　−（ＰＬ−Ｐｌ
ｎ　）　／　（Ｐｍａｘ　−ｐｍｉｎ　）によりデユー
ティ比りを求める。そしてこのデユーティ比りの信号が
、駆動部５５を介してソレノイド弁２７に入力するよう
になっている。 次いで、このように構成された無段変速機の制御装置の
作用について説明する。 先ず、エンジン１からのアクセルの踏込みに応じた動力
が、クラッチ２．切換装置３を介して無段変速機４のプ
ライマリプーリ７に入力し、駆動ベルト１１．セカンダ
リプーリ８により変速した動力が出力し、これが駆動輪
１Ｇ側に伝達することで走行する。 そして上記走行中において、実変速比ｉの値が大きい低
速段においてエンジントルクＴが大きいほど目標ライン
圧が大きく設定され、これに相当するデユーティ信号が
ソレノイド弁シフに入力して制御圧を生成し、その平均
化した圧力でライン圧制御弁２２を動作することで、ラ
イン圧油路２１のライン圧ＰＬを高くする。そして変速
比ｉが小さくなり、エンジントルクＴも小さくなるに従
い同様に作用することで、ライン圧ＰＬは低下するよう
に制御されるのであり、こうして常に駆動ベルト１１で
の伝達トルクに相当するプーリ押付は力を作用する。 上記ライン圧Ｐ−Ｌは、常にセカンダリシリンダ１０に
供給されており、変速速度制御弁２３によりプライマリ
シリンダ９に給排油することで、変速速度制御されるの
であり、これを以下に説明する。 先ず、各センナ４１．４２Ｊ３よび４４がらの信号Ｎｐ
。 Ｎｓ、θが読込まれ、制御ユニット４ｏの変速速度制御
部４５で実変速比１を、目標変速比検索部４６で目標変
速比ｉｓを求め、これらと係数ｋを用いて変速速度制御
部４８で変速速度ｄｉ／ｄｔを求める。そこでｉｓ＜　
ｉの関係にあるシフトアップでは、ｄｉ／ｄｔが負の値
になる。従って、デユーティ比検索部４９でｄｉ／ｄｔ
とｉに基づいてデユーティ比りが検索される。 上記デユーティ信号は、ソレノイド弁２８に入力してパ
ルス状の制御圧を生成し、これにより変速速度制御弁２
３を給油と排油の２位置で繰返し動作する。ここでデユ
ーティ比が小さくなると、オフ時間により変速速度制御
弁２３は、給油位置での動作時間が長（なってプライマ
リシリンダ９に給油するようになり、こうしてシフトア
ップする。一方、デユーティ比が大きくなると、逆にオ
ン時間により排油位置での動作時間が長（なってプライ
マリシリンダ９は排油され、これによりシフトダウンす
る。そして、この場合の変速比の変速速度ｄｉ／ｄｔは
デユーティ比の変化に対応していることから、目標変速
比ｉＳと実変速比ｉの偏差が小さい場合は、デユーティ
比の変化が小さくプライマリシリンダ９の流量変化が少
ないことで変速スピードが遅くなる。一方、目標変速比
１ｓと実変速比１の偏差が大きくなるに従ってデユーテ
ィ比の変化によりプライマリシリンダ９のｙｉ量変化が
増して、変速スピードが速くなる。 こうして、低速段と高速段の変速全域において、変速比
変化速度を変えながらシフトアップまたはシフトダウン
して無段階に変速することになる。 以上、本発明の一実施例について述べたが、係数にの値
は固定または種々の条件により可変にすることもできる
。ここで、ｋの値を一定にすると、Ｑ＝　ｆ（ｄｉ／ｄ
ｔ、　ｉ　）　＝　ｆ（ｋ（ｉｓ−ｉ　）　、　ｉ　）
＝　　ｆ（ｉｓ、　ｉ　） となる。従ってデユーティ比りは、目標変速比ｉｓと実
変速比ｉのテーブルで検索すれば良い。 また、実施例の作用をマイコンでソフト的にも処理し得
るものであり、第４図はそのフローチャートの一例を示
すものである。

【発明の効果】

以上述べてきたように、本発明によれば、油圧制御系に
おいて単一の変速速度制御弁により変速速度ＩＩＩ　Ｉ
ＩＩする構成であるから、構造が１１１素化し、制御も
容期である。 変速速度をソレノイド弁のデユーティ比ど対応させ、目
標変速比と実変速比の偏差に基づきデユーティ比を決め
て直接変速速度を制御する方式であるから、制御動作、
応答性等の点で良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置の実施例における油圧制御系
を示す構成図、第２図は同電気制御系を示すブロック図
、第３図は特性図、テーブルを示す図、第４図は変速速
度制御の作用を示すフローチャート図である。 ４・・・無段変速様、７・・・プライマリプーリ、８・
・・セカンダリプーリ、９・・・プライマリシリンダ、
１０・・・セカンダリシリンダ、１１・・・駆動ベルト
、２１．２４・・・ライン圧油路、２３・・・変速速度
制御弁、２Ｂ・・・ソレノイド弁、４０・・・制御ユニ
ット、４５・・・実変速比算出部、４Ｇ・・・目標変速
比検索部、４７・・・係数設定部、４８・・・変速速度
算出部、４９・・・デユーティ比検索部。 特許出願人　　　　富士重工業株式会社代理人　弁理士
　　小　橋　信　浮 量　　弁理士　　村　井　　　進 ブー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 プライマリシリンダへのライン圧油路の途中に、デュー
   ティ信号のオン・オフにより給油と排油の２位置で動作
   する変速速度制御弁を設け、 変速速度を、定常での目標変速比と実変速比の偏差に基
   づいて決め、かつ該変速速度に対応して上記変速速度制
   御弁のデューティ比を設定する無段変速機の制御装置。