JPS6293561A - 変速機の切換制御方法 - 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 本発明は変速機の切換制御方法、詳しくは人。

出力軸間に直結駆動経路と無段変速経路とを・１ｐ列に
設けた変速機において、直結駆動から無段変速駆動へス
ムーズに切り換えるための制御方法に関するものである
。

従来技術とその問題点 従来、無段変速機としてはＶベルト式無段変速機やトロ
イダル形無段変速機など種々のものが知られているが、
いずれも無段変速駆動時の動力伝達効率がギヤやチェー
ンなどの伝達効率に比べて１０〜１５％程度劣るという
問題がある。そこで、従来特公昭５７−２３１３６号公
報に記載のように、人力軸と出力軸との間に固定伝達比
をＨする直結駆動経路とＶベルト式無段変速装置を含む
無段変速経路とを並列に設けると七もに、直結駆動経路
と無段変速経路とにそれぞれクラッチを設け、低速比域
では無段変速経路を介して動力伝達し、高速比域では直
結駆動経路を介して動力伝達することにより、高速比域
の動力伝達効率を向上させるようにしたものが提案され
ている。

ところで、無段変速装置の制御方法としては、スロット
ル開度に応じた目標入力回転数に対し上下に所定制御幅
を有する上下限値を設定し、該上下限値の間でデユーテ
ィ制御することにより、スムーズな変速を行うようにし
たものが、例えば特開昭５９−６２７６１号公報に示さ
れている。そこで、この制御方法を直結駆動と無段変速
駆動との切換制御に応用することが可能である。

例えば無段変速駆動から直結駆動へ切り換える場合には
、第４図線Ａで示すように、入力回転数をスロットル開
度に応じた目標入力回転数Ｎ、の上限値（Ｎ、＋ΔＮ、
）及び下限値（Ｎ、−ΔＮ、）の間でデユーティ制御し
ながら高速比側へ変速し、無段変速装置の変速比が直結
駆動経路の固定伝達比と一致した時点で無段変速経路の
クラッチを遮断し、かつ直結駆動経路のクラッチを結合
すれば、自動的に直結駆動へ切り換えることができる。

一方、直結駆動から無段変速駆動へ切り槓える場合には
、例えば第４図線Ｂで示すように入力回転数がその時の
スロットル開度に応じた目標入力回転数Ｎ２まで低下し
た時点で切り喚える方法が考えられる。しかしながらこ
の方法では、切換点付近でスロットル開度を少しでも開
閉すると、所謂ハンチング現象を起こして走行が著しく
不安定となるという問題がある。この問題は、入力回転
数が目標入力回転数Ｎ２の下限値（Ｎ２−ΔＮ２）以上
の範囲内にあるときには、いつでも起こり得る。

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、直結駆動から無段変速駆動への切り換え時に、ハ
ンチングを防止して安定した切換を行うことができる変
速機の切換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、入力軸と出力軸
との間に固定伝達比を有する直結駆動経路と無段変速装
置を有する無段変速経路とを並列に設け、上記直結駆動
経路と無段変速経路のいずれか一方を選択的に駆動させ
る切換機構を設け、上記無段変速装置に、スロットル開
度に応じた目標入力回転数に対し上下に所定制御幅を有
する上下限値を設定し、かつ該上下限値の間で変速比を
デユーティ制御する油圧制御装置を設けた変速機におい
て、上記切換機構の直結駆動から無段変速駆動への切換
を、入力回転数がその時のスロットル開度に応した目標
入力回転数の下限値より低くなった時点で行うものであ
る。

すなわち、無段変速駆動から直結駆動への切換は入力回
転数が目標入力回転数の下限値より高い範囲で行われる
ので、直結駆動から無段変速駆動への切換を入力回転数
が目標入力回転数の下限値より低い範囲で行うことによ
り、ヒステリシスを設定し、ハンチングを防止して安定
した切換を行い得るようにしたものである。

実施例の説明 第１図は本発明にかかる変速機の一例を示し、エンジン
のクランク軸１の端部には流体継手カバー２が結合され
、この流体継手カバー２の内部には流体継手を構成する
ポンプ３およびタービン４と遠心式ロックアツプクラッ
チ５とが回動自在に収容されている。

入力軸６は上記タービン４およびロックアツプクラッチ
５と結合されており、この入力軸６には直結駆動経路を
構成する直結用駆動ギヤ７が回動自在に外挿され、この
ギヤ７と入力軸６とは直結切換機構の一例であるドッグ
クラッチ８により選択的に結合される。ドッグクラッチ
８は入力軸６に固定されたスプラインハブ６ａと、直結
用駆動ギヤ７と一体に形成されたスプライン歯７ａと、
これらスプライン６ａ、７ａを結合、遮断する切換スリ
ーブ８ａとで構成され、この切換スリーブ８ａはシフト
フォーク３２を介して後述するアクチュエータ９０によ
って軸方向に作動される。上記シフトフォーク３２の側
部には直結スイッチ３５が設けられており、シフトフォ
ーク３２が直結位Ｒまで移動したときこの直結スイッチ
３５がＯＮするようになっている。

入力軸６の端部には外歯ギヤ９が固定されており、この
外歯ギヤ９はＶベルト式無段変速装置１０の駆動軸１１
に固定された内歯ギヤ１２と噛み合い、入力軸６の駆動
力を減速して駆動軸１１に伝達している。■ベルト式無
段変速装置ＩＯは、駆動軸１１に設けた駆動側ブーＩＪ
１３と、従動軸１４に設けた従動側プーリ１５と、両ブ
ーり間に巻き掛けたＶベルト１６とを有している。駆動
側プーリ１３は固定シーブ１３ａと可動シーブ１３ｂと
を有し、可動シーブ１３ｂの背後に設けた推力発生用の
トルクカム３３とトーションスプリング３４とによって
可動シーブ１３ｂに入力トルクに見合った推力を加えて
いる。一方、従動側プーリ１５も駆動側プーリ１３と同
様に、固定シーブ１５ａと可動シーブ１５ｂとを有し、
可動シーブ１５ｂの背後には油圧によって可動シーブ１
５ｂを軸方向に作動させる油圧室１８が設けられている
。この油圧室１８への油圧は、後述する油圧制御装置に
よって制御される。

従動軸１４の外周には中空軸１９が回転自在に外挿され
ており、従動軸１４と中空軸１９とは動力断続機構の一
例である湿式クラッチ２０によって断続される。このク
ラッチ２０も後述する油圧制御装置によって作動され、
ベル！・駆動時には従動軸１４と中空軸１９とを結合し
、直結駆動時には遮断する。中空軸１９には前進用ギヤ
２１と後進用ギヤ２２とが回転自在に外挿され、前後進
切換スリーブ２３によって前進用ギヤ２１あるいは後進
用ギヤ２２のいずれか一方が中空軸１９と連結される。

従動軸１４と平行に配置された後進用アイドル軸２４に
は、後進用ギヤ２２に噛み合う後進用アイドルギヤ２５
と、別の後進用アイドルギヤ２６とが固定されている。

カウンタ軸２７も従動軸１４と平行に配置されており、
このカウンタ軸２７にはカウンタギヤ２８と、終減速ギ
ヤ２９とが固定されている。カウンタギヤ２８は上記直
結用駆動ギヤ７と前進用ギヤ２１と後進用アイドルギヤ
２６とに同時に噛み合い、直結用従動ギヤを兼ねている
。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。

上記構成の変速機において、ドッグクラッチ８゜直結用
駆動ギヤ７、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は直結駆動経路を形成しており
、一方、外歯ギヤ９．内歯ギヤ１２．■ベルト式無段変
速部１０．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
はベルト駆動経路を形成している。そして、直結駆動経
路における入力軸６と出力軸３２間の直結ギヤ比は、第
４図に示されるようにベルト駆動経路における入力軸６
と出力軸３２間の最高速比に比べてやや低速側に設定さ
れている。

第２図は油圧制御装置を示し、４０はプーリ制御バルブ
、５０はシフトダウン制御バルブ、６０はスロットルバ
ルブ、７０はフランチ制御バルブ、８０はロックアツプ
制御バルブ、９０はアクチュエータ、１００はマイクロ
コンピュータなどの制御回路、１０１，１０２，１０３
はそれぞれ第１、第２．第３ソレノイドバルブ、１０４
は油圧源からライン圧が導かれた油路である。

プーリ制御バルブ４０はスプリング４１によって左方へ
付勢されたスプール４２を有しており、スプリング４１
を収容した右端室４３には第１ソレノイドバルブ１０１
によって制御される油圧（ソレノイド圧）が導かれてい
る。従動側プーリ１５の油圧室１８と連通したボート４
４の両側には、ライン圧が導かれるボート４５とドレー
ンボート４６とが形成されている。−上記油圧室１８と
連通したボート４４は、スプール４２の内部に形成した
連通孔４２ａを介して左端室４７に連通しており、これ
により油圧室】８の油圧は、第１ソレノイドバルブ１０
１のソレノイド圧とスプリング４１のばね力との和に釣
り合った油圧に制御される。

シフトダウン制御バルブ５０はスプリング５１によって
左方へ付勢されたスプール５２を有し、左端室５３には
キックダウン時および急減速時にＯＮとなる第２ソレノ
イドバルブ１０２の信号油圧が導かれている。シフトダ
ウン制御バルブ５０には、上記ブーり制御バルブ４０の
ボート４５と連通するボート５４と、ロックアツプ制御
バルブ８０と連通するボート５５と、クラッチ制御バル
ブ７０と連通するボート５６と、スロットルバルブ６０
と連通するボート５７とを備えており、第２ソレノイド
パルプ１０２がＯＦＦ　（信号油圧が０ＦＦ）した時に
は図示するようにスプール５２が左端位置にあり、ボー
ト５５と５６とが連通してライン圧をクラッチ制御バル
ブ７０に作用させる。なお、このときプーリ制御バルブ
４０に通じるボート５４とボート５５との連通が遮断さ
れるが、ライン圧はオリフィス５８を介してプーリ制御
バルブ４０のボート４５に導かれている。一方、第２ソ
レノイドバルブ１０２がＯＮ（信号油圧がＯＮ）すると
、スプール５２が右方へ移動し、ボート５４と５５とが
連ｊＪ１シてライン圧をプーリ制御バルブ４０に供給し
、一方ボート５５と５６との間が遮断される。

スロットルバルブ６０はアクセルペダルと連動しており
、スロ・ノトル開度が全閉または全閉近傍のときには一
点鎖線で示すようにスプリング６１によってスプール６
２は左端位置にあり、シフトダウン制御バルブ５０へ通
じるボート６３ば閉じられる。また、スロットル開度が
開かれると、スプール６２が右方へ移動し７てボート６
３と６４とが連通し、ライン圧がシフトダウン制御バル
ブ５０に導かれる。

クラッチ制御バルブ７０は、右端部にシフトダウン制御
バルブ５０のボート５６と連通するボート７１を有し、
このボート７１に作用する油圧によってスプール７２が
スプリング７３に抗して左方へ移動し、ライン圧が供給
されるボート７４と、クラッチ２０へ通じるボート７５
と、ドレーンポート７６とを選択的に切り換えるように
なっている。すなわち、右端のボート７１に油圧が作用
しない時には、スプール７２は右端位置にあり、ボート
７４が閉じられるとともにボート７５と７６とが連通し
、クラッチ２０の油圧がドレーンされてクラッチ２０が
切れている。一方、右端のボート７１に油圧が作用する
と、スプール７２は左方へ移動してボート７４と７５と
が連通し、クラッチ２０へ油圧が導かれてクラッチ２０
がつながる仕組みとなっている。

ロックアツプ制御バルブ８０はアクチュエータ９０を制
御するバルブであり、スプリング８１によって左方へ付
勢されたスプール８２を有しており、左端室８３には直
結駆動時にＯＮとなる第３ソレノイドバルブ１０３の信
号油圧が導かれている。ロックアツプ制御バルブ８０に
は５個のボート８４〜８８が形成されており、右端のボ
ート８４はアクチュエータ９０の左室９１に連通し、ボ
ート８５にはライン圧が導かれ、ボート８６はシフトダ
ウン制御バルブ５０のボート５５に連通し、ボート８７
はアクチュエータ９０の右室９２に連通し、左端のボー
ト８８はドレーンボートとなっている。第３ソレノイド
バルブ１０３がＯＦＦ（信号油圧が０ＦＦ）した時には
図示するようにスプール８２が左端位置にあり、ボート
８５，８６．８７が連通し、ライン圧をアクチュエータ
９０の右室９２とシフトダウン制御バルブ５０のボート
５５とに作用させる。一方、第３ソレノイドバルブ１０
３がＯＮ（信号油圧がＯＮ）すると、スプール８２が右
方へ移動し、ボート８４と８５とが連通してライン圧を
アクチュエータ９０の左室９１に供給し、さらにスプー
ル８２が右方へ移動すると、スプール８２がシフトフォ
ーク３２に当接して一体に右方へ移動し、ボート８６も
ドレーンされる。

アクチュエータ９０は上記左右の室９１．９２に作用す
る油圧によって移動自在なピストン９３を有し、このピ
ストン９３にはロッド９４が結合され、ロッド９４の途
中にドッグクラッチ８のシフトフォーク３２が結合され
ている。また、左室９２にはスプリング９５が収容され
ており、ピストン９３を常時左方、すなわち非直結方向
に付勢している。直結駆動への切換時に左室９１に油圧
が導かれるとロッド９４は右方へ付勢されるが、ド・ノ
グクラノチ８が頭突き状態にあるときにはロッド９４が
右方へ移動せず、シフトフォーク３２も右方へ移動しな
い。そのため、ロックアツプ制御バルブ８０のスプール
８２はシフトフォーク３２に当たってボート８６をドレ
ーンさせる位置まで動けず、クラッチ２０が切れるおそ
れがない。

つまり、直結駆動への切換が完了するまでクラッチ２０
は結合状態を維持し、エンジンの吹き上がりを防止でき
る。

制御回路１００には、入力軸６の入力回転数Ｎ１、出力
軸３１の出力回転数Ｎ。（車速）の他、ブレーキ信号、
スロットル開度信号、ポジションスイッチ信号などが入
力され、走行状態に応じて第１〜第３ソレノイドパルプ
１０１〜１０３を制御するようになっている。特に、第
１ソレノイドバルブ１０１は単なるＯＮ、ＯＦＦ制御と
は異なり、ＯＮ時間とＯＦＦ時間とを含む所定周期のパ
ルス信号を与え、ＯＮ時間の周期に対する比（デユーテ
ィ比）を変化させることにより、デユーティ比に比例し
たソレノイド圧を発生させるデユーティ制御を行う。そ
して、スロットル開度に応じた目標入力回転数に対し上
下に所定の制御幅を有する上下限値を設定し、実際の入
力回転数が上下限値の範囲外にあるときには入力回転数
が逸早く範囲内に入るように第１ソレノイドバルブ１０
１を連続的にＯＮ又はＯＦ　Ｆさせ、範囲内にあるとき
には上限値と実際の入力回転数との差に応してデユーテ
ィ比を変化させるものである。

いま目標入力回転数をＮＥ、制御幅をΔＮ５、実際の入
力回転数をＮ、とすると、デユーティ比りは次の通りと
なる Ｎ、＞ＮＥ＋ΔＮ、の時、Ｄ＝Ｏ％＜０ＦＦ）Ｎ、＋Δ
Ｎ、≧Ｎ、≧Ｎ、−ΔＮ、の時、２×ΔＮ。

Ｎ、＜ＮＥ−ΔＮ、の時、Ｄ＝１００％（ＯＮ）上記油
圧制御装置の動作を各走行状態に応して示すと、表、１
のようになる。

表、Ｉ ＳＩ　Ｓ２　Ｓｌ　ＰＩ　Ｐ２　Ｐ３ 通常変速時　　　　ＤＸＸ　　△　○　○キックダウン
時　　○　○　×　○　○　○急減速時　　　　　○　
○　×　×　○　×直結駆動時　　　　×　×　○　△
　×　×表、１において、Ｓ、〜Ｓ、はそれぞれソレノ
イドバルブ１０１〜１０３の信号、Ｐ　＋　−Ｐ　３は
それぞれ油路１０５〜１０７の油圧、Ｄはデユーティ制
御、Ｏは油圧又はソレノイドバルブが連続的にＯＮ、×
は油圧又はソレノイドバルブが連続的にＯＦＦ、△は油
圧がＯＮ又はＯＦＦの何れにもなり得る状態を示してい
る。

ここで、制御回路１００による本発明の切換制御を第３
図に従って説明する。

第３図において、動作がスタートするとまず直結スイッ
チ３５がＯＮしているか否かを判別しく１１０）　、Ｏ
Ｎしていなければベルト駆動状態であるので、ヘルド駆
動から直結駆動への切換制御（１１１）へ移行させ、Ｏ
ＮＬ、ておれば直結駆動状態にあるため、直結駆動から
ベルト駆動への切換制御（１２０）に移行させる。

ベルト駆動から直結駆動への切換制御（１１１〕では、
まず入力回転数Ｎ、と出力回転数Ｎ。とからベルト駆動
時における実際の変速比ｉ　　（＝Ｎｔ　／Ｎ、　）を
演算し、この変速比ｉと直結駆動経路の直結ギヤ比ビ　
とを比較する（１１２）、ｉ〉１°　（低速比ｆｊ！Ｊ
　）であれば、変速比ｉが直結し得る状態に達していな
いことを意味するので、通常の変速制御（Ｌ　１３）　
、すなわち第１ソレノイドバルブ１０１をデユーティ制
御し、かつ第３ソレノイドバルブ１０３をＯＦＦ状態に
維持する。

ｉ≦ｉ’　　（高速比側）であれば、直結し得る状態に
達していることを意味するので、第３ソレノイドバルブ
１０３をＯＮＬ　（１１４）　、アクチュエータ９０を
直結方向に付勢する。そして、再び変速比ｉと直結ギヤ
比ｉ“とを比較しく１１５）、ｉ＞ｉ’（低速比側）で
あれば第１ソレノイドバルブ１０１のデユーティ比りを
低くＬ（１１６）、油圧室１８の油圧を低くして高速比
側へ移行させる。ｉ≦ｉ゛　（高速比（Ｉｌｌ　）のと
きには第１ソレノイドバルブ１０１のデユーティ比りを
高くしく１１７）　、油圧室１８の油圧を高くして低速
比側へ移行させる。

以上の往復制御を行ったあと、直結スイッチ３５がＯＮ
したか否かを判別しく１１８）　、直結スイッチ３５が
ＯＦＦ状態であればドソグクランチ８の直結駆動への切
換が完了し−こいないことを意味するので、−上記の往
復制御を繰り返す。直結スイッチ３５がＯＮすれば、直
結駆動への９橡が完了したことを意味するので、第１ソ
レノイドバルブ１０１をＯＦＦさせ（１１９）、往復制
御を完了する。ドッグクラッチ８の切換が完了すると同
時にロックアツプ制御バルブ８０のボート８６がドレー
ンされるため、クラッチ２０が遮断され、。

■ベルト式無段変速装置１０のみが高速比側−・移行し
て無負荷状態で空転する。

また、直結駆動からベルト駆動への切換制御（１２０）
では、実際の入力回転数Ｎｌとその時のスロットル開度
に応じた目標入力回転数ＮＥの下限値＜ＮＥ−ΔＮＥ）
とを比較する（１２１）。

Ｎ、≧Ｎ［−ΔＮＥの時には、ベルト駆動へ切り換え得
る状態に達していないか、又はヘルド駆動へ切り換えて
もハンチングを起こすおそれがあるので、第３ソレノイ
ドバルブ１０３をＯＮ状態に維持して切換を行わない（
１２２）。一方、Ｎ３＜Ｎ、＝ΔＮＥであれば、ヘルド
駆動へ切り換えてもハンチングが起こらないため、第３
ソレノイドバルブ１０３を０ＦＦＬ、ヘルド駆動の通糸
“の変速制御に切り換える（１１３）。

なお、上記実施例では入力回転数Ｎ、が目標入力回転数
Ｎ、の下限値（Ｎ、−ΔＮ、）より低くなったとき、直
結駆動からベルト駆動へ切り換えるようにしたが、切換
基準値は下限値に限らず、下限値より一定値だけ低い値
としてもよい。これ番こよれば、一定のヒステリシスを
与えることができ、より安定した切換制御が旬能となる
。

また、」二記実施例では直結切１１！！機構とｊ２てド
ッグクラッチ８を使用したが、湿式クラン（・を使用し
てもよい。湿式クラッチの場合Ｑこは、１′７・グクラ
ソチ８のようにヘルド駆動から直結駆動−７切り換える
とき変速比を往復制御する必要がないため、制御が筒車
である。

さらに、本発明の無段変速装置としては、■ヘルド式に
限らず、例えば従来公知のトロイダル形無段変速装置（
例えば特開昭５８−５４２６２号公報参照）など種々の
ものが使用可能であり、また直結駆動経路としては上記
実施例のようなギヤ列に限らず、チェーンあるいは歯付
きベルトを使用してもよい。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば直結駆動
から無段変速駆動への切換を入力回転数が目標入力回転
数の下限値より低い範囲で行い、無段変速駆動から直結
駆動への切換に対してヒステリシスを設けたので、切換
点付近でスロットル開度を開閉しても、ハンチングを起
こすおそれがなく、安定した切換を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる変速機の一例のスケルトン図、
第２図は油圧制御装置の回路図、第３図は本発明の切換
制御方法を示すフローチャート図、第４図は本発明の前
提となる変速線図である。 ６・・・入力軸、７・・・直結用駆動ギヤ、８・・・ド
ッグクラッチ、１０・・・Ｖベル８式無段変速装置、２
０・・・動力断続クラッチ、２８・・・カウンタギヤ（
直結用ギヤ）、３０・・・ディファレンシャル装置、３
２・・・出力軸、４０・・・ブーり制御バルブ、５０・
・・シフトタウン制御バルブ、６０・・・スロットルバ
ルブ、７０・・・クラッチ制御バルブ、８０・・・ロッ
クアツプ制御バルブ、９０・・・アクチュエータ、１０
０・・・制御回路、１０１〜１０３・・・ソレノイドバ
ルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力軸と出力軸との間に固定伝達比を有する直結
   駆動経路と無段変速装置を有する無段変速経路とを並列
   に設け、上記直結駆動経路と無段変速経路のいずれか一
   方を選択的に駆動させる切換機構を設け、上記無段変速
   装置に、スロットル開度に応じた目標入力回転数に対し
   上下に所定制御幅を有する上下限値を設定し、かつ該上
   下限値の間で変速比をデューティ制御する油圧制御装置
   を設けた変速機において、上記切換機構の直結駆動から
   無段変速駆動への切換を、入力回転数がその時のスロッ
   トル開度に応じた目標入力回転数の下限値より低くなっ
   た時点で行うことを特徴とする変速機の切換制御方法。