JPH01101241A - 車両用油圧式変速機のクラッチ開度制御方法 - 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】 イ０発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は油圧ポンプと油圧モータとが閉回路を有して構
成された油圧式変速機におけるクラッチの開度制御を行
う方法に関する。

（従来の技術） 上記のような油圧式変速機におけるクラッチ装置として
は、例えば、特開昭５６−９５７２２号公報に開示され
ているクラッチ装置があり、この装置においては、油圧
ポンプと油圧モータを結んで閉回路を形成する２本の油
路間に短絡路を形成するとともに、この短絡路にその開
度を調整し得るクラッチ弁を配し、このクラッチ弁の作
動を制御する制御装置には、エンジン回転数を検出する
第１検出手段と、スロットル開度を検出する第２検出手
段とを接続し、この制御装置は、前記クラッチ弁を閉じ
方向に駆動させるべくエンジン回転数に比例した制御力
と、前記クラッチ弁を開き方向に駆動させるべくスロッ
トル開度に比例しな制御力とを発揮するように構成され
て１１する。

すなわち、上記クラッチ装置においては、スロットル開
度に対応して目標となるエンジン回転数を設定し、実際
のエンジン回転数がこの目標エンジン回転数と一致する
ようにクラ・ソチ開度をか制御するようになっている。

ところで、車両発進時にエンジンの出力の増力口に伴う
エンジン回転数の必要以上の上昇、すなわちエンジンの
吹き上がりを防止するためｃ；：　ｇ、ｔ、エンジンの
アイドリング回転時には、エンジンの初期負荷が適切と
なるように、短絡路の開度、すなわちクラッチ弁の開度
を適宜選択制御する必要がある。ところが、アクセルペ
ダルを急に踏み込んで車両を発進させるときには、アク
セルペダル踏み込み量に応じたスロ・ントル開度の増加
信号は、制御装置に速やかに入力されるのであるが、ス
ロットル弁の開弁に伴うエンジン回転数の上昇はわずか
に時間遅れがあるので、エンジン回転数の増加信号はわ
ずかに遅延して制御装置番こ入力される．したがって瞬
間的には、スロ・ントル開度が大きくて目標エンジン回
転数は高いのに、エンジン回′転数がまだ上昇していな
い状態が生じ、これに応じて短絡路の開度を大きくして
クラッチ開度が開き方向になるように制御される。この
結果、エンジンの負荷が小さくなり過ぎてエンジン回転
数が目標エンジン回転数を超えて必要以上に増大する。

しかも、この大きくなったエンジン回転数が制御装置に
入力されることにより、今度は、クラッチ弁が急激に閉
じ方向に作動されるので、適切な半クラツチ状態が得ら
れず、ハンチングが生じる等車両のスムーズな発進が阻
害されるという問題がある。

この問題を解決するためには、車速とアクセル開度（ア
クセルペダルの踏み込み量に対応する値もしくはこのア
クセルペダルに連動されるスロットル開度）との関係か
ら予めスムーズな発進が行えるような目標クラッチ開度
を設定しておき、この目標クラッチ開度に基づいた制御
を行う方法が考えられ、本出願人はこのようなりラッチ
開度の制御方法を提案している。

（発明が解決しようとする問題） ところが、上記のような目標クラッチ開度に基づいた制
御では、クラッチ開度を制御することによりこのクラッ
チ弁を通って流れる作動油の流量を間接的に制御するも
のであるため、油温の相違により作動油の粘性が相違す
る場合に、クラ・ツチ開度の制御が同じでもこのクラッ
チ弁を流れる流量が異なりクラッチによる動力伝達の度
合いが異なる。このため、例えば、油温が低温のときに
は、クラッチ弁を介して短絡路を流れる流量が少なくな
り、クラッチを閉じ方向に作動させた場合と同様の現象
が生じ、この油圧式変速機を駆動するエンジンに対する
負荷が増大し、エンジンストールに至る可能性があると
いう問題がある。

本発明は、このような問題に鑑み、車速とアクセル開度
とに対応して設定された目標クラ・ツチ開度に基づく制
御方法を改良して、作動油油温の影響がないようなりラ
ッチ開度制御方法を提供することを目的とする。

口．発明の構成 （問題を解決するための手段） 上記目的達成の手段として、本発明の制御方法では、車
速、エンジン回転数、アクセル開度等の車両運転条件に
対応してクラッチ弁の目標開度を設定し、さらに、この
目標開度を、油圧式変速機を構成する油圧閉回路内の油
温が低いときには開放側に、この油温が高いときには閉
止側になるように補正し、クラッチ弁の開度が上記補正
された目標開度と一致するように制御される。

（作用） 上記制御方法によりクラッチ開度の制御を行うと、油温
に対応してクラッチ開度を補正することにより、油温の
変化による作動油の粘性の変化に拘らずクラッチ弁を流
れる作動油の流量をアクセル開度に対応した所望の値に
することができ、油温の如何に拘らず常にスムーズなり
ラッチ断続制御を行わせることが可能となる。

（実施例） 以下、図面に基づいて、本発明の好ましい実施例につい
て説明する。

第１図は本発明の方法によりクラッチ開度制御される油
圧式無段変速機の油圧回路を示し、無段変速機Ｔは、入
力軸１を介してエンジンＥにより駆動される定吐出量型
油圧ポンプＰと、車輪Ｗを駆動する出力軸２を有する可
変容量型油圧モータＭとを有している。これら油圧ポン
プＰおよび油圧モータＭは、ポンプＰの吐出口およびモ
ータＭの吸入口を連通させる第１油路ＬａとポンプＰの
吸入口およびモータＭの吐出口を連通させる第２油路Ｌ
ｂとの２本の油路により油圧閉回路を構成して連結され
ている。

また、エンジンＥにより駆動されるチャージポンプ１０
の吐出口がチエツクバルブ１１を有するチャージ油路Ｌ
ｈおよび一対のチエツクバルブ３．３を有する第３油路
Ｌｃを介して閉回路に接続されており、チャージポンプ
１０によりオイルサンプ１５から汲み上げられチャージ
圧リリーフバルブ１２により調圧された作動油がチエツ
クバルブ３．３の作用により上記２本の油路Ｌａ、Ｌｂ
のうちの低圧側の油路に一供給される。さらに、高圧お
よび低圧リリーフバルブ６．７を有してオイルサンプ１
５に繋がる第５および第６波路Ｌｅ、Ｌｆが接続された
シャトルバルブ４を有する第４油路Ｌｄが上記閉回路に
接続されている。このシャトルバルブ４は、２ボ一ト３
位置切換弁であり、第１および第２油路Ｌａ、Ｌｂの油
圧差に応じて作動し、第１および第２油路Ｌａ、Ｌｂの
うち高圧側の油路を第５油路Ｌｅに連通させるとともに
低圧側の油路を第６油路Ｌｆに連通させる。これにより
高圧側の油路のリリーフ油圧は高圧リリーフバルブ６に
より調圧され、低圧側の油路のリリーフ油圧は低圧リリ
ーフバルブ７により調圧される。

さらに、第１および第２油路Ｌａ、Ｌｂ間には、両袖路
を短絡する第７油路Ｌｇが設けられており、この第７油
路Ｌｇにはこの油路の開度を制御する可変絞り弁からな
るクラッチ弁５が配設されている。このため、クラッチ
弁５の絞り量を制御することにより油圧ポンプＰから油
圧モータＭへの駆動力伝達を制御するクラッチ開度制御
を行わせることができる。

また、エンジンＥにより油圧ポンプＰを駆動し、この油
圧ポンプＰからの油圧により油圧モータＭが回転駆動さ
れ、この回転が出力軸２を介して車輪Ｗに伝達され、車
輪Ｗの駆動がなされるのであるが、油圧モータＭは、例
えば斜板アキシャルピストンモータであり、この斜板の
角度を制御することにより、変速機Ｔの変速比を無段階
に変化させることができる。なお、この斜板角の制御に
ついての説明は良く知られているので省略する。

一方、上記クラッチ弁５の作動制御は、クラッチサーボ
バルブ８０によりなされ、このクラッチサーボバルブ８
０の作動はコントローラ１００からの信号を受けてデユ
ーティ比制御される一対のソレノイドバルブ１５５，１
５６により制御される。コントローラ１００には、車速
■、エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度θｔｈ、油圧
モータＭの斜板傾斜角θｔｒ、クラッチ開度θｃｌ、油
温Ｔｏｉ１を示す各信号が入力されており、これらの信
号に基づいて所望の走行制御がなされるように上記各ソ
レノイドバルブの制御を行う信号が出力される。

以下に、クラッチサーボバルブ８０の構造およびその作
動を第２図を併用して、詳細に説明する。

このバルブ８０は、シリンダ部材８１と、このシリンダ
部材８１に図中左右に滑動自在に嵌挿されたピストン部
材８２と、ピストン部材８２が嵌挿されたシリンダ室を
覆って取り付けられたカバ一部材８５と、ピストン部材
８２を図中左方に付勢するばね８７とからなる。ピスト
ン部材８２のピストン８２ａは上記シリンダ室を２分割
して左右シリンダ室８３．８４を形成せしめ、両シリン
ダ室８３．８４にはボート８６ａ、８６ｂを介して油圧
ライン１１０，１１２が接続されている。

油圧ライン１１０の油圧は、チャージポンプ１０の吐出
油をチャージ圧リリーフバルブ１２により調圧した作動
油が油圧ライン１０１を介して導かれたものであり、油
圧ライン１１２の油圧は、油圧ライン１０１から分岐し
たオリフィス１１１ａを有する油圧ライン１１１の油圧
を、デユーティ比制御される２個のソレノイドバルブ１
５５．１５６により制御して得られる油圧である。

ソレノイドバルブ１５６はオリフィス１１１ａを有する
油圧ライン１１１から油圧ライン１１２への作動油の流
通量をデユーティ比に応じて開閉制御するものであり、
ソレノイドバルブ１５５は油圧ライン１１２から分岐す
る油圧ライン１１３とオリフィス１１４ａを介してドレ
ン側に連通ずる油圧ライン１１４との間に配され、所定
のデユーティ比に応じて油圧ライン１１３からドレン側
への作動油の流出を行わせるものである。

このため、油圧ライン１１０を介して右シリンダ室５２
にはチャージ圧リリーフバルブ１２により調圧されたチ
ャージ圧が作用するのであるが、油圧ライン１１２から
は上記２個のソレノイドバルブ１５５．１５６の作動に
より、チャージ圧よりも低い圧が左シリンダ室８３に供
給される。ここで、右シリンダ室８４の受圧面積は左シ
リンダ室８３の受圧面積よりも小さいため、左右シリン
ダ室８３．８４内の油圧によりピストン部材８２が受け
る力は、ばね８７の付勢力を考慮しても、右シリンダ室
８４内の油圧Ｐ１に対して、左シリンダ室８３内の油圧
がこれより低い所定の値Ｐ２（ＰＬ＞Ｐ２）のときに釣
り合うようになっている。このため、ソレノイドバルブ
１５５，１５６により、油圧ライン１１２から左シリン
ダ室８３に供給する油圧を上記所定の値Ｐ２より大きく
なるように制御すれば、ピストン部材８２を右動させる
ことができ、左シリンダ室８３に供給する油圧をＰ２よ
り小さくなるように制御すれば、ピストン部材８２を左
動させることができる。

このピストン部材８２の左右方向の移動は、リンク機構
８８を介して、クラッチ弁５に伝達される。クラッチ弁
５は、第１バルブ孔５ｂを有する固定部材５ａと、この
固定部材５ａ内に回転自在に配された第２バルブ孔５ｄ
を有する回転部材５Ｃとからなり、回転部材５Ｃに連結
されたアーム５ｅが上記リンク機構８８に連結されてお
り、上記ピストン部材８２の移動に伴って回転部材５ｃ
が回転される。回転部材５Ｃが回転されると、第１およ
び第２バルブ孔５ｂ、５ｄの連通開度が全開から全閉ま
で変化する。なお、図示の如く、ピストン部材８２が最
大限まで左動した状態で、クラッチ弁５における連通開
度が全開になり、この後、ピストン部材８２右動させる
のに応じて連通開度が全閉まで漸次変化する。

ここで、第１バルブ孔５ｂは無段変速機Ｔの閉回路を構
成する第１油路Ｌａに連通し、第２バルブ孔５ｄは第２
油路Ｌｂに連通しているため、上記第１および第２バル
ブ孔５ｂ、５ｄの連通開度を変化させることにより、第
１および第２油路Ｌａ、Ｌｂの短絡路である第７油路Ｌ
ｇの開度を変化させることができ、これによりクラッチ
開度制御がなされる。すなわち、コントローラ１００か
らの信号に基づいて、上記ソレノイドバルブ１５５．１
５６をデユーティ比制御することにより、クラッチ開度
制御がなされる。

このようなソレノイドバルブ１５５，１５６．のデユー
ティ比制御によるクラッチ弁５の開度制御方法について
、第３図のフローチャートに基づき、具体的に説明する
。

この制御は、アクセルペダルの踏み込み量もしくはエン
ジンのスロットル開度からアクセル開度θａｃｃを読み
込むとともに、車速Ｖを読み込むことから開始する。こ
れに続いて、上記アクセル開度θａＣＣに対応する目標
クラッチ開度θｃｌｏを第４図のグラフから゛算出する
。第４図ではアクセル開度θａｃｅ（１）・・・θａｃ
ｃ（ｎ）毎に、車速Ｖに対応して目標クラッチ開度θｃ
ｌｏが予め設定されており、車速■およびアクセル開度
θａｃｃが読み込まれると、これらに対応して油温Ｔｏ
ｉｌが所定の値Ｔ１である場合での、スムーズなりラッ
チの接続を行わせるための目標クラッチ開度θｃｌ’ｏ
を算出できるようになっている。なお、アクセル開度は
、θａｃｅ（１）がスロットルの全閉状態で、番号が大
きくなるのに応じて順次開度が大きくなりθａｃｃ（ｎ
）がスロットル全開状態を示し、目標クラッチ開度θｃ
ｌｏは、全開のときが９０°でその値が最大であり、こ
の値が小さくなるに従い開放側に変化し、全開のときが
Ｏｏである。

次いで、油圧閉回路内の作動油の油温Ｔｏｉｌを検出し
、第５図のグラフから、検出油温Ｔｏｉｌに対応する目
標クラッチ開度の補正量丁θｃ１を演算する。この補正
量アθｃ１は、油温Ｔｏｉｌが所定油温Ｔ！のときには
零であり、この所定油温Ｔ、より低いときには負の補正
量（クラッチ弁を開放側に補正する補正量）が与えられ
、所定油温Ｔ１より高いときには正の補正量（クラッチ
弁を閉止側に補正する補正量）が与えられる。この後、
上記目標クラッチ開度θｃ１に上記補正量、θｃ１を加
えて、目標クラッチ開度θｃ１を補正する。

次いで、実際のクラッチ開度θｃｌを読み込み、上記の
ようにして補正された目標クラッチ開度θｃｌｏと実ク
ラッチ開度θｃｌとの開度差Δθｃｌ（−θｃｌｏ−θ
ｃｌ）を算出する。そして、この開度差Δθｃｌに基づ
いて、第６図のグラフから、クラッチ開度制御スピード
を演算する。この制御スピードは、第６図から明らがな
ように、上記開度差ΔθＣ１が正のとき、すなわち目標
クラッチ開度θＣ１０が実クラッチ開度θｃ１より大き
いとき（目標クラッチ開度θｃｌｏの方が閉じ側にある
とき）には、この開度差Δθｃ１の大きさに比例した大
きさのクラッチを閉じる（ＯＮする）方向への制御スピ
ードが与えられ、上記開度差ΔθＣ１が負のとき、すな
わち目標クラッチ開度θｃｌｏが実クラッチ開度θｃｌ
より小さいとき（目標クラッチ開度θｃｌｏの方が開放
側にあるとき）には、この、開度差Δθｃｌの絶対値の
大きさに比例した大きさのクラッチを開放する（ＯＦＦ
する）方向への制御スピードが与えられる。

そして、このようにして演算されたスピードによりクラ
ッチ弁５の開閉制御がなされるのであるが、これにより
目標クラッチ開度θｃｌｏに対して一実りラッチ開度θ
ｃｌが大きく離れているときには、実クラッチ開度θＣ
１を急速に目標クラッチ開度θｃｌｏに近づけるように
速い制御スピードで開度制御がなされ、両者が近ずくと
制御スピードは遅くなって実クラッチ開度θｃ１は緩や
かに目標クラッチ開度θｃｌｏに近づけられる。

以上のように制御すると、油温変化による作動油の粘性
変化に対して、クラッチ開度がこの油温変化に応じて補
正されるので、アクセル開度に対して常に同一のクラッ
チ伝達容量を得ることができ、油温の如何に拘らず常に
スムーズなりラッチのＯＮ・ＯＦＦ作動を実現できる。

具体的には、油温が低温である場合には、作動油の粘性
が大きくクラッチ弁を通る作動油の量が少なくなるので
、クラッチ弁の開度を大きくしてクラッチ弁を通る流量
が低下しないように制御される。このため、低温時にお
いてエンジン負荷が大きくなることがなく、このときに
エンジンストールが発生することを防止することができ
る。また、油温が高温の場合には、これと逆で、クラッ
チ弁の開度が小さくなる方に制御される。

なお、以上の実施例においては、車速およびアクセル開
度に対応して目標クラッチ開度を設定し、この目標クラ
ッチ開度を油温に応じて補正する例を示したが、目標ク
ラ・ンチ開度の設定はエンジン回転数とアクセル開度と
による等、他の運転条件に応じて行っても良い。

さらに上記実施例では、油圧ポンプと油圧モータとから
なる油圧式変速機において、閉回路を短絡する短絡路の
開度制御を行うようにしたクラッチ弁の開度制御を行う
方法について説明したが、本発明の制御方法はこのよう
なものに限られるものではなく、従来から用いられてい
るギヤ式変速機等、他の形式の変速機におけるような摩
擦クラッチ盤を用いたクラッチ装置にも用いることがで
きる。

ハ９発明の詳細 な説明したように、本発明の方法によれば、車両の車速
とアクセル開度とに対応してクラッチ手段の目標開度を
設定するとともに、この目標開度を油温に応じて補正し
、クラッチ手段の開度をこの補正された目標開度と一致
するようにして、このクラッチ手段による動力の伝達度
合い（容量）を制御するようになっているので、油温の
変化による作動油の粘性の変化に拘らずアクセル開度に
対して常に同一のクラッチ伝達容量を得ることができク
ラッチ弁を流れる作動油の流量をアクセル開度に対応し
た値にすることができ、油温の如何に拘らず常にスムー
ズなりう・ソチの０Ｎ−ＯＦＦ制御を行わせることがで
きる。

このため、例えば、油温か低いときには、作動油の粘性
が大きくクラッチ弁を通る流量が少なくなる傾向がある
が、このときにはクラッチ弁を開放するように補正して
、アクセル開度に対応した所望の流量となるように制御
されるので、低温時において、エンジンへの負荷が大き
くなることを防止でき、エンジンストールの発生の問題
を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によりクラ・ツチ開度の制御がな
される無段変速機の油圧回路図、第２図は上記無段変速
機のクラッチ開度制御を行うクラッチサーボバルブの断
面図、 第３図は本発明に係るクラッチ開度制御の内容を示すフ
ローチャート、 第４図はアクセル開度毎に車速と目標クラ・ｙチ開度と
の関係を示したグラフ、 第５図は油温Ｔｏｉｌ　とこの油温Ｔｏｉｌに対応した
ツチ開度補正量、θＣ１との関係を示したグラフ、 第６図はクラッチ開度差とクラ・ｙチ開度制御スピード
との関係を示したグラフである。 ４・・・シャトルバルブ　　５・・・クラッチ弁１０・
・・チャージポンプ ８０・・・クラッチサーボバルブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）油圧ポンプおよび油圧モータの間に油圧閉回路を形
   成し、前記油圧ポンプをエンジンにより駆動するととも
   に該油圧ポンプからの油圧力により駆動される前記油圧
   モータにより車輪を駆動し、前記油圧ポンプおよび油圧
   モータ間に配されて前記油圧閉回路を構成する２本の油
   路間に短絡路を形成するとともに、該短絡路にその開度
   を調整し得るクラッチ弁を配設してなる車両用油圧式変
   速機において、クラッチ断続制御のため上記クラッチ弁
   の開度を制御する方法であつて、 車速、エンジン回転数、アクセル開度等の車両運転条件
   に対応して前記クラッチ弁の目標開度を設定するととも
   に、該目標開度を、前記閉回路内の油温が低いときには
   開放側に、前記閉回路内の油温が高いときには閉止側に
   なるように、油温に応じて補正し、前記クラッチ弁の開
   度を前記補正された目標開度と一致するように制御する
   ことを特徴とする車両用油圧式変速機のクラッチ開度制
   御方法。