JPH04203653A

JPH04203653A - 無段変速機の制御装置

Info

Publication number: JPH04203653A
Application number: JP33892190A
Authority: JP
Inventors: Motosada Kiri; 喜利　元貞; Yoshihiko Nakakoji; 中小路　義彦
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-24

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、自動車や一般産業車両等に利用可能な無段変
速機の制御装置に関するものである。

［従来の技術］流体ポンプ／モータを用いた無段変速機として、いわゆ
る流体圧伝動機（ＨＳ　Ｔ）が知られている。

しかしなから、この装置は無段変速性に優れてはいるが
、効率が必ずしも良くなく、速度範囲も満足のいくもの
ではない。そのため、かかるＨ８Ｔによる流体式伝動系
と差動機構（遊星歯車機構など）による機械式伝動系と
を入・出力軸間に並列に形成し、動力の伝達を両伝動系
に分担させることにより、Ｈ５Ｔの無段変速性と、歯車
伝動の高効率性とを共に発揮させ得るようにした流体機
械式の無段変速機（ＨＭＴ）が開発されている。

第５図は、その具体的な構成の一例を示している。この
無段変速機は、円周方向に等配に設けたプラネタリギヤ
２の内側にサンギヤ１を噛合させるとともに、外側にリ
ングギヤ３を噛合させることで差動機構たる遊星歯車機
構５を構成し、プラネタリギヤ２を軸承するギヤリテー
ナ１４の中心にエンジンに直結する入力軸４を接続して
いる。

そして、この遊星歯車機構５を主体とし、その周辺に、
プラネタリギヤ２−サンギヤ１→ギヤ１５→ギヤ１６→
ギヤ１７→ギヤ１８→伝動端ａ。からなる低速側の機械
式伝動系ａと、プラネタリギヤ２→リングギヤ３→伝動
端す。からなる高速側の機械式伝動系すを構成している
。

また、通常のＨ５Ｔと同様に、一対の可変容量形流体ポ
ンプ／モータ７．８を対をなす液圧回路１９ａ、１９ｂ
を介して閉ループ状に接続することにより流体伝動機構
９を構成しており、流体ポンプ／モータ７の入出力軸７
ａを前記ギヤ１７、ギヤ１８を介して低速側伝動端ａ。

に接続するとともに、流体ポンプ／モータ８の入出力軸
８ａをギヤ２０、ギヤ２１を介して前記高速側伝動端す
。に接続することにより、可変速の流体式伝動系Ａ、Ｂ
を形成している。

さらに、両伝動端ａＯ，ｂ（、に臨んで、ギヤ２３．２
２を介して出力軸１０に直結された共通回転要素Ｃ８を
配設し、この共通回転要素Ｃ６に対して前記低速側伝動
端ａ。を低速側のクラッチＣＬによって断接可能とし、
該共通回転要素Ｃ６に対して前記高速側伝動端す。を高
速側のクラッチＣＨによって断接可能としており、両ク
ラッチＣＬ、ＣＨを背反的に切換えることにより、低速
モード又は高速モードのいずれかを選択し得るように構
成されている。

そして、両流体ポンプ／モータ７．８の一方にリンク３
１等を介して選択的にステッピングモータ３２等を係合
させ、その容量を変化させ得るようにしており、第６図
に示す如く、始動開始時に流体ポンプ／モータ７の容量
を最大値ＤＭＡＸに保った状態で流体ポンプ／モータ８
の容量を０から立ち上げて徐々に増加させていき、その
容量が最大値ＤＭＡｘに至った後は、その最大値ＤＭＡ
Ｘを保持したまま、流体ポンプ／モータ７の容量を漸次
減少させていくことで、出力回転数／入力回転数で表さ
れる速度比ｅを増大させることができるようになってい
る。しかも、低速側伝動端ａ。と高速側伝動端す。の回
転速度が一致する［切換点］以後ではそれらの速度関係
が逆転するため、その位置からは、流体ポンプ／モータ
８の容量を引き続き最大値ＤＭＡＸに保った状態で流体
ポンプ／モータ７の容量を増加させていき、その容量が
最大値ＤＭＡＸに至った以後は、その最大値ＤＭＡＸを
保持したまま、流体ポンプ／モータ８の容量を漸次減少
させていくことで、広い範囲に亘って高い効率の下に速
度比ｅを変化させることができるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ところが、この無段変速機を、かかる８曾制御の下で車
両に適用すると、発進時に車両が急激に飛び圧す不都合
を生じる。

具体的に説明すると、第５図において遊星減速機５のリ
ングギヤトルクをＴ１、サンギヤトルクをＴ２、サンギ
ヤ枚数／リングギヤ枚数をρ、ポンプ／モータ７の容量
をＤＳ、ポンプ／モータ８の容量をＤＲ，入力軸４のエ
ンジントルクをＴＥ。

出力軸１０の出力トルクをＴ、ギヤ２０．２１間のギヤ
比をＦｌ、ギヤ１５．１６間のギヤ比をＦ２、ギヤ１７
．１８間のギヤ比をＦ３、ギヤ２２．２３間のギヤ比を
Ｆ４とした場合、ロスを無視したときの流体伝動機構９
のシステム圧力Ｐは、Ｐ＝Ｔ１／ＤＲΦ　Ｆ　１＝ＴＥ／ＤＲ−Ｆｌ　（１＋ρ）　　　　・・・■とな
る。一方、出力トルクＴは、ＴｍＦ３・Ｆ４　　（Ｐ−ＤＳ＋ρＴ２／　（１＋ρ）
）＝Ｆ３・Ｆ４　　（Ｐ−ＤＳ＋ρＴＥ／Ｆ２　（１＋
ρ）＝Ｆ３・Ｆ４・ＴＥ　　ｉＤｓ／ＤＲ−Ｆ１＋ρ／Ｆ２
＋／（１＋ρ）　　　　　　　　　　　・・・■となる
。ここで無段変速機の始動直後に着目すると、低速モー
ドの下に、ポンプ／モータ７の容量ＤＳが最大値ＤＭＡ
Ｘをとり、ポンプ／モータ８の容量ＤＲは小さくなって
いる。エンジントルクＴＥは無限小にはできないため、
■式及び、第７図に示す速度比−出力トルク曲線から明
らかなように、始動時に過大な出力トルクＴ。が現れ、
これが車両のホイールに伝達されて急発進を起こさせる
原因となっている（ｅｏは流体伝動機構９のシステム圧
Ｐがリリーフ設定圧以下に落ちる際の速度比）。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであ
って、無段変速機に対して、始動時に現れる過大な出力
トルク′を効果的に抑制することのできる制御装置を提
供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手
段を講じたものである。

すなわち、本発明に係る無段変速機の制御装置は、上述
した無段変速機において、両流体ポンプ／モータに対し
独立した容量制御を並行して行うことのできる容量可変
機構を設け、この容量可変機構により、無段変速機の始
動直後、高速側伝動端の近傍に接続されている流体ポン
プ／モータ（すなわち、始動時にポンプとして機能する
側）の容量を０から徐々に立ち上げる間に、低速側伝動
端の近傍に接続されている流体ポンプ／モータ（すなわ
ち、始動時にモータとして機能する側）の容量を最大値
よりも低い値から当該最大値に向かって変化させるよう
にしたことを特徴としている。

［作用］このような制御装置によると、■式において従来は始動
直後にＤＳがＤ　ＭＡＸに固定されていたのに対して、
このＤＳを簡単な制御で徐々に増大させることができる
ので、始動時の過剰な出力トルクＴを有効に抑えること
が可能になる。

［実施例］以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

この制御装置が適用される無段変速機は、第５図に示し
たと殆ど同一の構成からなっている。そして、両流体ポ
ンプ／モータ７．８に対して独立した容量制御を並行し
て行うための容量可変機構４０を組み込んでいる。この
容量可変機構４０は、一方のポンプ／モータ７に接続し
たステッピングモータ４１と、他方のポンプ／モータ８
に接続したステッピングモータ４２とからなっており、
各ステッピングモータ４１．４２のステップ数を図示し
ないマイクロコンピュータ等によって制御するようにし
ている。マイクロコンピュータとしては、例えばＣＰＵ
、メモリ、インターフェース等を備えた汎用のものを使
用し、そのメモリに第３図に示すようなプログラムを内
蔵しておくようにする。このプログラムの前半は、無段
変速機が始動している間中、終始間欠的に立ち上がって
第６図に示した容量制御のうち低速モードの容量制御を
実行するメインルーチンＸである。そして、このメイン
ルーチンＸに引き続いて、本発明に係る制御ルーチンＹ
が行われるようにしている。この制御ルーチンＹは、ス
テップＳ１においてまず速度比ｅがｅ≦ｅ（、か否かを
判断する。このｅ、）は、前述した如く流体伝動機構９
のシステム圧Ｐがリリーフ設定圧以下に落ちる際の速度
比に対応している。そして、ＹＥＳの場合は、ステップ
Ｓ２に移って、ＤＳ＝ＤＳｏ　＋（ＤＭＡＸ　−ＤＳｏ　）　”　ｅ／
ｅ。

・・・■ によってＤＳを修正する制御を行い、その後、制御ルー
チンＹを終えるようにしており、ＮＯの場合は当該ステ
ップＳ２をジャンプしてそのまま制御ルーチンＹを終わ
るようにしている。

このような制御を行うと、第２図に示すように、始動直
後、流体ポンプ／モータ８の容量が０から徐々に立ち上
がる間に、流体ポンプ／モータブの容量が最大値ＤＭＡ
ｘよりもやや低い中間値ＤＳ。

から当該最大値ＤＭＡｘに向けて徐々に直線的に変化す
ることになり、始動からある程度速度比が増大し、大き
な出力トルクを必要とする時点（ｅ　−ｅｏ）で、その
制御が終了することになる（第４図参照）。このため、
■式を■式に代入することによって得られる速度比−出
力トルク曲線は第４図のようになり、これを第７図に示
した従来の制御による場合と比べると、比カトルクがＴ
。′くＴｏとなり、発進時の車両の飛び出しを有効に抑
止して当該車両にスムーズな発進を行わせることが可能
になる。

なお、速度比ｅ。はアクセル開度あるいはエンジン回転
数の関数となるようにしてもよく、実車の発進フィーリ
ングに合ったものを適宜採用することができる。また、
遊星歯車機構は周辺のギヤ比の設定等によってはサンギ
ヤとリングギヤの役割を逆転させる使い方もあり、その
場合、本発明による始動直後の制御は、ポンプ／モータ
７の容量ＤＳをＯから徐々に立ち上げる間に、ポンプ／
モータ８の容量ＤＲをＤ　Ｓ　ｏからＤＭＡｘに向けて
増大させるようにするとよい。さらに、容量可変機構や
差動機構等の構成も上記に限定されるものではなく、本
発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

［発明の効果コ本発明に係る無段変速機の制御装置は、以上のような構
成であるから、始動直後に無段変速機に現れる過大な出
力トルクを有効に抑止することができる。このため、こ
の制御装置を適用した無段変速機を車両に搭載すれば、
発進時の飛び出しを防止し、当該車両にスムーズな発進
を行わせることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は制
御装置を組み込んだ無段変速機の回路図、第２図は制御
態様を説明するための説明図、第３図は制御プログラム
に対応したフローチャート図、第４図は速度比−出力ト
ルク曲線を示すグラフである。第５図〜第７図は従来例
を示し、第５図は第１図に対応する回路図、第６図は第
２図に対応する説明図、第７図は第４図に対応するグラ
フである。４・・・人力軸５・・・差動機構（遊星歯車機構）７・・・一方の流体ポンプ／モータ７ａ・・・入出力軸８・・・他方の流体ポンプ／モータ８ａ・・・入出力軸９・・・流体伝動機構４０・・・容量可変機構Ａ、Ｂ・・・流体式伝動系ａ・・・低速側の機械式伝動系ａｏ・・・低速側伝動端ｂ・・・高速側の機械式伝動系す。・・・高速側伝動端ＣＬ・・・低速側クラッチＣＨ・・・高速側クラッチＤＭＡＸ・・・最大値ＤＳ。・・・最大値よりも低い値

Claims

【特許請求の範囲】差動機構を主体として入力軸と一対の伝動端との間に並
列に形成される低速側の機械式伝動系及び高速側の機械
式伝動系と、これらの機械式伝動系に対して低速側伝動
端の近傍に一方の流体ポンプ／モータの入出力軸を接続
し高速側伝動端の近傍に他方の流体ポンプ／モータの入
出力軸を接続することにより該機械式伝動系に並列に可
変速の流体式伝動系を形成する流体伝動機構と、前記低
速側伝動端を出力軸に対して断接させる低速側のクラッ
チ及び前記高速側伝動端を出力軸に対して断接させる高
速側のクラッチとを具備してなり、両クラッチを背反的
に切換えることにより低速モード又は高速モードのいず
れかを選択し得るように構成された無段変速機において
、両流体ポンプ／モータに対し独立した容量制御を並行し
て行うことのできる容量可変機構を設け、この容量可変
機構により、無段変速機の始動直後、高速側伝動端の近
傍に接続されている流体ポンプ／モータの容量を０から
徐々に立ち上げる間に、低速側伝動端の近傍に接続され
ている流体ポンプ／モータの容量を最大値よりも低い値
から当該最大値に向かって変化させるようにしたことを
特徴とする無段変速機の制御装置。