JPS62231838A - 無段変速機の油圧制御装置 - 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、車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置に
関し、詳しくは、電気信号により生成されたデユーティ
圧でライン圧ｌｌ制御弁、変速速度制御弁を動作して電
子制御する油圧制御系において、目標ライン圧をエンジ
ン回転数、変速比およびライン圧の関係で設定するもの
にｇＡする。 この種の油圧の変速制御に関しては、例えば特開昭５５
−６５７５５Ｍ公報に示す基本的な油圧制御系がある。 これは、アクセル踏込み徴とエンジン回転数の要素によ
り変速比制御弁をバランスするように動作して、両者の
関係により変速比を定めるもので、変速比を制御対象と
している。また、トルク伝達に必要なブーり押付は力を
得るため、アクセル踏込み世と変速比の要素により圧力
調整弁を動作して、ライン圧制御している。 ところで、上記構成によると変速制御の場合は、変速比
の変化速度（以下、変速速度と称する）が−Ｍ的に決ま
っていることから、例えば変速比の変化の大ぎい過渡状
態では応答性に欠け、ハンチング、オーバシュートを生
じる。また、ライン圧制御に関してもその特性が一義的
に決まってしまい、種々の条件を加味することが難しい
。 このことから、近年、変速υ制御やライン圧制御する場
合において、種々の状態２条件、要素を加味して電子制
御し、最適な無段変速制御を行なおうとする傾向にある
。

【従来の技術１ ところで従来、上記無段変速機の電子制御において、ラ
イン圧制御に関しては例えば特開昭５９−１９７５５号
公報の先行技術があり、目標ライン圧に対し、実際値が
一致するようにフィードバックＭ　ＩＩＩすることが示
されている。 （Ｒ明が解決しようとする問題点） ところで、上記従来のライン圧フィードバック制御の方
法によると、各種センサが必要になって高価なものにな
る。 また、無段変速機では変速比が最大または最小の状態に
固定される場合を除いて、アクセルの踏み加減、　ＩＩ
Ｉ速等により変速比が′帛に変動しており、過渡状態が
連続しているものと言える。従って、かかる過渡状態が
連続している状況においては、フィードバック制御する
と、かえって応答が遅くなってライン圧の設定が不正確
になる恐れがある。 そのため、時々刻々と変化する目標ライン圧に対しては
その時々において迅速かつ正確に情報を伝えて、ライン
圧ＩＩＩ御に遅れを生じないようにすることが望まれる
。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、目標
ライン圧に見合った電気信号を迅速かつ正確に出力して
、ライン圧を的確に制御することが可能な無段変速機の
油圧制御装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、オイルポンプがエ
ンジンにより直接駆動されており、ポンプ吐出圧を調圧
してライン圧を生じるものではエンジン回転数の影響を
受ける。また、ライン圧がフィードバックセンサシュー
により変速比に応じてＩＩＩ１御される場合は、ライン
圧の最大値、最小値は制約を受ける。 この点に着目し、エンジントルク、変速比に基づいて算
出した目標ライン圧を、デユーティ比を固定した２１４
類のエンジン回転数、変速比の関係の出力ライン圧の関
係の３次元テーブルを用いてデユーティ比に変換し、該
デユーティ比の信号をソレノイド弁に入力してライン圧
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、センサシューによるライン圧制御幅
内部でエンジン回転数との関係で目標ライン圧に応じて
デユーティ比を定め、このデユーティ信号でデユーティ
圧を用いてライン圧制御するようになる。こうして、各
エンジン回転数でのポンプ吐出ｍおよび変速比による制
御幅に対して、ライン圧を目標ライン圧と一致すべく的
確に制御することが可能となる。 【実　施　例１ 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、本発明による制御系の概略について説
明づる。先ず、伝動系としてエンジン１がクラッチ２３
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、０１軸６には
セカンダリプーリ８が設けられ、両プーリ７．８に駆動
ベルト１１が巻付けられている。各プーリ１，８は一方
の固定側に対し他方が軸方向移動してブーり間隅を可変
に構成され、可動側に油圧シリンダ９．１０を有する。 ここで、セカンダリシリンダ１０に対しプライマリシリ
ンダ９の方が受圧面積を大きくしてあり、プライマリ圧
により駆動ベルト１１のプーリ７゜８に対する巻付番プ
径の比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１２．１３を介
して出力軸１４に連結し、出力軸１４のドライブギヤ１
５が、ファイナルギヤ１６．デイフアレンシヤルギヤ１
１．車軸１８を介して駆動輪１９に伝動構成されている
。 上記無段変速機４には、油圧回路２０．ｔＩＩＪＩｆｌ
ユニット７０を有し、制御ユニット７０からのライン圧
。 変速速度制御用のデユーティ信号により油圧回路２０を
動作して、プライマリおよびセカンダリの各シリンダ９
．１０の油圧を制御する構成になっている。 第２図において、油圧回路２０を含む油圧制御系につい
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２１を有し、このオイルポンプ２１の吐出側のライン
圧油路２２がセカンダリシリンダ１０に連通し、更にラ
イン圧制御弁４０を貫通して変速速度制御弁５０に連通
し、この変速速度制御弁５０が、油路２３を介してプラ
イマリシリンダ９に連通ずる。 変速速度１ｉ１１御弁５０からのドレン油路２４は、プ
ライマリシリンダ９のオイルが完全に排油されて空気が
入るのを防ぐチェック弁２５を有してオイルパン２Ｇに
連通ずる。また、ライン圧制御弁４０からのドレン油路
２７には、リュープリケイジョン弁２８を有して一定の
ｒｆＩＷ４圧を生じており、油路２７のリュープリクイ
ジョン弁２Ｂの上流側が、駆動ベルト１１の句滑ノズル
２９およびプリフィリング弁３０を介してプライマリシ
リンダ９への油路２３にそれぞれ連通している。 ライン圧ＩＩＩｗ弁４０は、弁体４１．スプール４２．
スプール４２の一方に付勢するスプリング４３を有し、
スプール４２により油路２２のボート４１ａをドレン油
路２７のボート４１ｂに連通して調圧されるようになっ
ている。スプール４２のスプリング４３と反対側のボー
ト４１ｃには、油路２２から分岐する油路３Ｇによりラ
イン圧が対向して作用し、スプリング４３側のボート４
１ｄには、油路３７によりライン圧制御用のデユーティ
圧がライン圧を高くする方向に作用している。これによ
り、ライン圧ＰＬ、その有効面ＭＳし、デユーティ圧Ｐ
ｄ、その有効面積Ｓｄ。 スプリング荷重Ｆｓの間には、次の関係が成立する。 Ｆｓ　十Ｐｄ　−Ｓｄ　−ＰＬ　−３ＬＰＬ　−（Ｐｄ
　　−８ｄ　　＋Ｆｓ　）／ＳＬまた、スプリング４３
のスプール４２と反対側は移動可能なブツシュ４４で受
けており、このブツシュ４４に螺着する調整ねじ４５に
センサシュー４６の調整ねじ４７が当接している。セン
サシュー４６は、内部にｒＩＩ滑油が通る中空軸４８に
より移動可能に嵌合し、例えばプライマリプーリ１に平
行に配置され、そのプライ７リブーリ７の可動側半体７
ａに摺接して変速比を検出するようになっている。そし
て上記ブーり可動側半体７ａとスプリング４３との間に
機械的に連結したセンサシュー４Ｇにより、変速比の大
きい低速段ではスプリング荷重を大きくし、変速比が小
さくなるつれてスプリング荷重を連続的に減じる。 変速速度制御弁５０は、弁体５１．スプール５２を有し
、スプール５２の左右の移動により油路２２のボート５
１ａを油路２３のボート５１ｂに連通する給油位置と、
ボート５１ｂをドレン油路２４のボート５１０に連通す
る排油位置との間で動作するようになっている。スプー
ル５２の排油側項部のボート５１ｄには、油路５３によ
り一定のレデューシング圧が作用し、給油側端部のボー
ト５１ｅには、油路５４により変速速ｒαｔＩｌｊｔＭ
ｌ用のデユーティ圧が作用し、かつボート５１ｅにおい
てスプール５２に初期設定用のスプリング５５が付勢し
ている。 ここでデユーティ圧は、レデューシング圧ＰＲと同じ圧
力と零の間で変化するものであり、このオン／オフ比（
デユーティ比）を変化させることで給油と排油の時間、
即ち流入、流出流量が変化し、変速速度を制御すること
が可能どなる。 即ち、変速速度旧／ｄｔはプライマリシリンダ９の流Ｊ
ｉＱの関数であり、流ＩＱはデユーティ比り。 ライン圧ＰＬ、プライマリ圧Ｐｐの関数であるため、次
式が成立する。 ｄｔ／ｄｔ　−ｆ（Ｑ）　−ｆ（Ｄ、　ＰＬ　、　ｐｐ
　＞ここでライン圧ＰＬは、変速比１．エンジントルク
Ｔにより制御され、プライマリ圧Ｐｐは、ライン圧ＰＬ
、変速比ｉで決まるので、下を一定と仮定すると、 ｄｉ／ｃｌｔ　−ｆ（Ｄ、　ｉ　＞ となる。一方、変速速ｒｆ１　ｄｉ／　ｄｔは、定常で
の目標変速比ｉｓと実変速比ｉのＱ差に基づいて決めら
れるので、次式が成立する。 ｄｉ／ｄｔ＝　　ｋ　（ｉｓ　−＋　）このことから、
各変速比１において目標変速比ｉｓを定めて変速速度ｄ
ｉ／ｄｔを決めてやれば１．その変速速度ｄｉ／ｄｔと
変速比ｉの関係からデユーティ比りが求まる。そこで、
このデユーティ比りで変速速度制御弁５０を動作すれば
、変速全域で変速速度を制御し得ることがわかる。 次いで、上記合弁４０．５０のυ制御用デユーティ圧を
生成する回路について説明する。先ず、一定のベース圧
を得る回路としてライン圧油路２２から油ｊ２ｊ３１が
分岐し、この油路３１が流量を制限するオリフィス３２
を有してレデューシング弁６０に連通ずる。 レデューシング弁６０は、弁体６１．スプール６２゜ス
プール６２の一方に付勢されるスプリング６３を有し、
油路３１と連通ずる入口ボート６１ａ、出口ボート６１
ｂ、ドレンボート６１ｃを備え、出口ボート６１ｂから
のレデューシング圧油路３３が、スプール６２のスプリ
ング６３と反対側のボート６１ｄに連通する。 また、スプリング６３の一方を受けるブロックＧ４が調
整ねじなどで移動してスプリング？ｒＩ重を変化させ、
レデューシング圧がＩ！ＩＩ可能になっている。 こうして、ライン圧がオリフィス３２により制限されな
がらボート６ｆａに供給されており、レデューシング圧
油路３３のレデューシング圧が低下すると、スプリング
６３によりスプール６２がボートら１ａと６１ｂとを連
通してライン圧を導入する。すると、ボート６１ｄの油
圧の上昇によりスプールＧ２が戻されてボート６１ｂと
６１ｃとを連通し、レデューシング圧を減じるのであり
、このような動作を繰返すことでレデューシング圧の低
下分だけライン圧を補給しながら、スプリング６３の設
定に合った一定のレデューシング圧を得るのである。 そして上記レデューシング圧油路３３は、ライン圧ｔｉ
制御用ソレノイド弁６５とアキュムレータ６６に連通し
、レデューシング圧油路３３の途中のオリフィス３４の
下流側から油路３７が分岐する。こうして、Ａリフイス
３４の下流側ではデユーティ信号によりソレノイド弁６
５が一定のレデューシング圧を断続的に排圧してパルス
状の油圧を生成し、これがアキュムレータ６６に平滑化
されて所定のレベルのデユーティ圧となり、デユーティ
圧油路３７によりライン圧制御弁４０に供給される。 また、レデューシング圧油１３３のオリフィス３４の上
流側から油路５３が分岐し、油路５３の途中から分岐す
るデユーティ圧油路５４のオリフィス３５の下流側に変
速速度制御用ソレノイド弁６７が連通ずる。 こうして、油路５３により一定のレデューシング圧が変
速速度制御弁５０に供給され、更にオリフィス３５の下
ｍｓでデユーティ信号によりソレノイド弁６７が動作す
ることによりパルス状のデユーティ圧を生成し、これを
そのまま変速速度制御弁５０に供給するようになる。 ここでソレノイド弁６５は、デユーティ信号のオンの場
合に排油する構成であり、このためデユーティ比が大き
いほどデユーディ圧を小さくする。 これにより、デユーティ比に対しライン圧は、減少間数
として変化した特性となる。 一方、ソレノイド弁６７も同様の構成であるため、デユ
ーティ比が大きい場合は変速速度制御弁５０を給油位置
に切換える時間が長くなってシフトアップさせ、逆の場
合は排油位置に切換える時間が長くなってシフトダウン
する。そして１ｓ−ｉの偏差が大きいほどデユーティ比
の変化が大きいことで、シフトアップまたはシフトダウ
ンする変速速度を大きく制御する。 更に、第３図において、制御ユニット７０を含む電子制
御系について説明すると、プライマリプーリ回転数セン
サ７１．セカンダリプーリ回転数センサ７２．スロット
ル開度センサ７３．エンジン回転数レンサ１４を有し、
これらのセンサ信号が制御ユニット７０に入力する。 制御ユニット７０において、変速速度制御系について説
明すると、両ブーり回転数センサ７１．７２からの回転
信＠Ｎｐ　、Ｎｓは実変速比算出部７５に入力して、ｉ
　−ＮＤ　／ＮＳにより実変速比ｉを算出する。また、
セカングリブーり回転数センサ７２からの信＠ＮＳとス
ロットル開度センサ７３の信号θは、目標変速比検索部
７６に入力する。ここで変速パターンに基づき、ＮＳ−
θの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、実変速比算出部
７５の実変速Ｉｔ、ｉ、目標変速比検索部７６の目標変
速比ｉｓおよび係数設定部７７の係数には変速速度算出
部１８に入力し、ｄｉ／ｄｔ　−ｋ　（ｉｓ　−ｉ　）
により変速速度ｄｉ／ｄｔを算出し、かつその正、貴の
符号によりシフトダウンまたはシフトアップを決める。 この変速速度算出部７８の変速３１ｉ度ｄｉ／ｄｔと実
変速比算出部７５の実変速比ｉは、デユーティ比検索部
７９に入力する。 ここでデユーディ比Ｄ−ｆ（ｄｉ／ｄｔ、　ｉ　）の関
係により、デユーティ比りのテーブルがｄｉ／ｄｔ−ｉ
により設定されており、このテーブルからデユーティ比
りを検索するのであり、このデユーティ信号が駆動部８
０を介してソレノイド弁６７に入力する。 続いて、ライン圧制御系について説明すると、スロット
ルｒＭ　ａ　ｔ？ンサ７３の信号θとエンジン回転数セ
ンサ７４の信号Ｎｅがエンジントルク算出部８１に入力
して、Ｎｅ−〇のテーブルからエンジントルクＴを求め
る。一方、実変速比算出部７５からの実変速比ｉｆ、：
基づき必要ライン圧設足部８２において、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８１のエンジントルクＴが目標ライン圧ｉ出
部８３に入力して、ＰＬ−Ｐしｕ　−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８３の出力ＰＬはデユーティ比設定
部８４に入力して、目標ライン圧ＰＬに相当するデユー
ティ比りを定める。ここで、オイルポンプ２１はエンジ
ン１により駆動されるので、油温等の影響を除くとポン
プ吐出量はエンジン回転数の関数となる。従って、ライ
ン圧はエンジン回転数の影響を受け、変速比一定の場合
に第４図（２）のような特性になる。 また、ライン圧１．ＩＩ　ＩＩＩ！弁４０でセンサシュ
ー４６の移動により変速比に応じてライン圧が制御され
ることで、ライン圧は変速比の関係になり、エンジン回
転数が一定の場合に第４図（ｂ）のような特性になり、
最低圧力ＬＬとＩｉｋ高圧力Ｊ　ｌ−１とを有する。 そこで、第４因りのエンジン回転数によるものと、第４
図の）の変速比によるものとで、ライン圧ＩＩＩ御弁の
デユーティ比１００％の時に生じる最低圧力ｊ！Ｌの３
次元テーブルＭＬが第５図（へ）のように定められ、同
様にしてライン圧ｔｉｌｌ　＠弁のデユーティ比Ｏ％の
時に生じる最高圧力Ｊ！Ｈを用いた３次元テーブルＭＨ
が定められている。そしてライン圧とデユーティ比の関
係が、バルブ構造の上で第４図＜Ｃ）のように定められ
るため、テーブルＭＬはデユーティ比１００％、テーブ
ルＭＨがデユーティ比Ｏ％になっている。これにより、
所定のエンジン回転数Ｎｅｘと変速比１１による目標ラ
イン圧がＣの場合に、それらのＮｅ　１．ｉｌをパラメ
ータとするテーブルＭＬ上の点Ａ、テーブルＭＨ上の点
Ｂを検索して、第５図山）のように置き換え、デユーテ
ィ比りを以下により算出する。 Ｄ−＜Ｂ−Ｃ）／　（Ｂ−Ａ）％ そしてこのデユーティ比りの信号が、駆動部８５を介し
てソレノイド弁６５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油圧制御装置の作用につ
いて説明する。 先ず、エンジン１の運転によりオイルポンプ２１が駆動
し、油路２２のライン圧はセカンダリシリンダ１０にの
み供給されて、変速比最大の低速段になる。このとき、
ライン圧を用いたレデューシング弁６０により一定のレ
デューシング圧が取出され、これが各ソレノイド弁６５
．６７に導かれてデユーティ圧が発生可能になる。 そこで、車両伴出のアイドリングまたは発進時において
変速比最大の場合は、ライン圧制御弁４０においてスプ
リング４３の荷ｍはセンサシュ−４６により最も大きく
設定され、このスプリング筒型とバランスするライン圧
も最大に定める。そして、変速開始後に変速比が小さく
なるにつれてスプリング荷重も減少することで、ライン
圧は低下するのであり、こうしてセンサシュー４６によ
り最低ライン圧がが常に確保されることになる。 また、上記変速比最大の場合で、特に発進時のスロット
ル間度大の状態では、制御ユニット１０において必要ラ
イン圧設定部８２の必要ライン圧、エンジントルク算出
部８１のエンジントルクの値が共に大きいため、目標ラ
イン圧算出部８３の目標ライン圧が大きい値になる。そ
してこの目標ライン圧に応じたデユーティ比がデユーテ
ィ比設定部８４で定められるが、この場合のエンジン回
転数と変速比による３次元テーブルＭＬ、Ｍｌ−１上の
点が検索され、このテーブルＭＬ、ＭＨ上に上記目標ラ
イン圧の値を置いた状態でデユーティ比が上述の式を用
いてｉ出される。 そこで、固定値の目標ライン圧に対して（８−Ｃ）の値
がエンジン回転数により変化し、低速では（Ｂ−Ｃ）の
値が小さくなってデユーティ比りの値を減じる。また、
変速比が小さくなるにつれ（Ｂ−Ａ＞の値が漸減するこ
とで、デユーティ比りの値を大きくするようになる。こ
うして、エンジントルクと変速比による必要ライン圧で
算出された目標ライン圧のデユーティ比りの値は、エン
ジン回転数および変速比により補正される。 そして上記目標ライン圧が大きい値の場合の小さいデユ
ーティ比の信号は、ソレノイド弁６５に入力し、排油量
を減じることでデユーティ圧を大きく定める。この圧力
がライン圧Ｉｌ＋御弁４０のボート４１ｄに入ってドレ
ン量を減じる方向に作用することで、ライン圧が高く設
定される。この場合に、エンジン回転数が低くデユーテ
ィ比の値が更に小さく補正されると、ライン圧をその分
高く設定することになる。 一方、変速が開始して変速比が小さくなり、エンジント
ルクも低下して目標ライン圧の値が小さくなると、デユ
ーティ比の値は（Ｂ−Ｃ）の値の増大により大きくなり
、このためライン圧は、低下するように制御される。そ
してこの場合に、変速比が大きくなるに伴い（Ｂ−Ａ）
の値が大きくなると、デユーティ比の値は小さく補正さ
れて、ライン圧はその分高めに設定されるのである。 かかるライン圧は、プライマリプーリ？、セカンダリプ
ーリ８の油圧シリンダ９．１０に導入して、ベルト１１
を押付けることで、常にベルトスリップを生じない所望
のプーリ押付昏ブカを保つ。 以上、本発明の一実施例について述べたが、デユーティ
比の値の大小、ソレノイド弁のオン・オフ関係等は逆に
することもできる。 （発明の効果］ 以上述べてぎたように、本発明によれば、目標ライン圧
に対してそれと一致したライン圧からなるように開ルー
プでライン圧制御する方法であるから、フィードバック
制御の方法に比べてセンサの数が少なくなり、迅速かつ
的確にライン圧を定めることができる。 目標ライン圧に応じたデユーティ比に変換する場合にエ
ンジン回転数によるポンプ吐出１や変速比による制御幅
を考慮して変換し、このデユーティ信号で制御するので
、ライン圧を正確に定め得る。 ライン圧１ＱｔｌＢ弁はセンサシューにより最低ライン
圧を常に確保するので、電子系統不良時にも走行可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の油圧ｔＩＩ制御＠置装実施例を示す全
体の概略図、第２図は油圧１１１ｔｌｌｌ系の回路図、
第３図は電子制御系の１０ツク図、第４図（へ）、（ｂ
）。 （Ｃ）は特性図、第５図ぐωは３次元テーブルを示す図
、第５図（ｂ）はデユーティ比の計算に用いる図である
。 ４・・・無段変速機、４０・・・ライン圧制御弁、Ｇ５
・・・ソレノイド弁、７０・・・制御ユニット、７５・
・・実変速比算出部、８１・・・エンジントルク桿出部
、８２・・・必要ライン圧設定部、８３−・・目標ライ
ン圧算出部、８４・・・デユーティ比設定部。 第４図 （Ｃ） ｅ 第５図 第４図 工〉ジ“ン回執ａＮｅ ｔ逮比

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジントルク、変速比に基づいて算出した目標ライン
   圧を、デューティ比を固定した２種類のエンジン回転数
   、変速比およびライン圧の関係の３次元テーブルを用い
   てデューティ比に変換し、該デューティ比の信号をソレ
   ノイド弁に入力してデューティ圧を生じ、 該デューティ圧でライン圧制御弁を動作するように構成
   した無段変速機の油圧制御装置。