JPS62255650A - 変速機の緊急発進制御方法 - 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 本発明は変速機の緊急発進制御方法、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並列に設けた変
速機において、無段変速経路が故障したときに緊急発進
を行うための制御方法に関するものである。

軸木技術とその問題点 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
、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■ベルト式無段変速装置を有する無段変速経路と
を並列に設けるとともに、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、上記変速機において、無段変速経路に設けた
湿式クラッチは単なる動力断続用であるが、この湿式ク
ラッチの油圧を制御することにより発進クラッチとして
使用すれば湿式発進が可能であり、これにより入力軸上
に別途発進専用のクラッチを設ける必要がなく、構成を
簡素化できる利点がある。ところが、万一■ベルトが破
損したり湿式クラッチの油圧系統が故障すると、再発進
が不可能となり、緊急時にこのような事故が起こると重
大な問題となる。

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、無段変速装置あるいは発進クラッチが故障した時
、これを的確に判断し、直結クラッチを用いて緊急発進
を行うことができる変速機の緊急発進制御方法を提供す
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、直結駆動経路
に直結駆動時に連結される直結すべりクラッチを設ける
とともに、無段変速経路に無段変速駆動時に連結される
発進クラッチを設けた変速機であって、パワーレンジ時
に、人力回転数が設定回転数以上でかつ入力回転数の上
昇率が所定値以上の時、直結駆動経路を介して発進を行
うものである。

すなわち、Ｄ、Ｒ，Ｌなどのパワーレンジ時には入力回
転数が設定回転数（例えば２００Ｏｒｐｍ）以上でかつ
入力回転数の上昇率が所定値（例えば２０００ｒｐｍ／
５ｅｃ）以上となることは、無段変速経路が異字を起こ
した場合以外には考えられないので、これら条件を満た
す時には無段変速経路が故障したと判断し、直結すべり
クラッチを発進制御することにより直結駆動経路を介し
て緊急発進を行うものである。

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
ｌのクランク軸２はダンパ機構３を介して入力軸４に接
続されている。入力軸４上には湿式直結クラッチ５と回
転自在な直結駆動ギヤ７とが設けられ、直結クラッチ５
は後述する油圧制御装置によって直結駆動時に直結駆動
ギヤ７を入力軸４に対して連結するようになっている。

入力軸４の端部には外歯ギヤ８が固定されており、この
外歯ギヤ８は無段変速装置１０の駆動軸１１に固定され
た内歯ギヤ９と噛み合い、入力軸４の動力を減速して駆
動軸１１に伝達している。

無段変速装ＷｌＯは駆動軸１１に設けた駆動側ブー１月
２と、従動軸１３に設けた従動側ブー１月４と、両プー
リ間に巻き掛けたＶベル）１５とで構成されている。駆
動側プーリ１２は固定シープ１２ａと可動シーブ１２ｂ
とを有しており、可動シープ１２ｂの背後にはトルクカ
ム装置１６と圧縮スプリング１７とが設けられている。

上記トルクカム装置１６は入力トルクに比例した推力を
発生し、圧縮スプリング１７はＶベルト１５が弛まない
だけの初期推力を発生し、これら推力によりＶベルト１
５にトルク伝達に必要なベルト張力を付与している。一
方、従動側ブー１月４も駆動側プーリ１２と同様に、固
定シーブ１４ａと可動シープ１４ｂとを有しており、可
動シーブ１４ｂの背後には変速比制御用の油圧室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１３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１３と中空軸１９とは湿式多板クラッチ
からなる発進°クラッチ２０によって断続される。発進
クラッチ２０は動力断続クラッチを兼ねるものであり、
後述する油圧制御装置によってベルト駆動（無段変速駆
動）時には結合され、直結駆動時には遮断され、発進時
にはデユーティ制御される。中空軸１９には前進用ギヤ
２１と後進用ギヤ２２とが回転自在に支持されており、
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のいずれか一方を中空軸１９と連結す
るようになっている。後進用アイドラ軸２４は従動軸１
３と平行に配置されており、この軸２４には後進用ギヤ
２２に噛み合う後進用アイドラギヤ２５と、別の後進用
アイドラギヤ２６とが固定されている。カウンタ軸２７
も従動軸１３と平行に配置されており、このカウンタ軸
２７には上記前進用ギヤ２１と後進用アイドラギヤ２６
とに同時に噴み合うカウンタギヤ２８と、終減速ギヤ２
９とが固定されており、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、直結クラッチ５゜直結駆動
ギヤ７、カウンタギヤ２８．終減速ギヤ２９及びディフ
ァレンシャル装置３ｏは直結駆動経路を構成し、外歯ギ
ヤ８．内歯ギヤ９．無段変速装置１０、発進クラッチ２
０．前進用ギヤ２１．カウンタギヤ２８．終減速ギヤ２
９及びディファレンシャル装置３０はベルト駆動経路を
構成している。そして、直結駆動経路における入力軸４
と出力軸３２間の直結伝達比はベルト駆動経路における
入力軸４と出力軸３２間の最高速比とほぼ同一に設定さ
れている。

第２図は上記油圧室１８、発進クラ７チ２０及び直結ク
ラッチ５の油圧を制御する油圧制御装置を示し、４０は
変速制御用ソレノイドバルブ、５０は発進制御用ソレノ
イドパルプ、６０は直結制御用ソレノイドバルブ、７０
はマイクロコンピュータなどの制御回路である。

変速制御用ソレノイドバルブ４０は第３図に示す構造を
有し、非磁性体からなるバルブボデー４１には油圧源か
らライン圧ＰＬが導かれる入力ポート４２と、油圧室１
８へ出力油圧Ｐｖを出力する出力ボート４３と、ドレン
ボート４４とが形成されている。

中央の弁室４５には、入力ポート４２とドレンボート４
４とを選択的に開閉する磁性ボール４６が移動自在に収
容されている。このボール４６はスプリング４７によっ
て入力ポート４２を閉鎖する方向に付勢されており、コ
イル４８に励磁電流が流れると、ボール４６は第３図右
方向に移動して入力ポート４２を開きドレンボート４４
を閉じるようになっている。

発進制御用ソレノイドバルブ５０及び直結制御用ソレノ
イドバルブ６０も変速制御用ソレノイドバルブ４０と全
く同様の構造を有しており、第３図に対応する符号を併
記しである。すなわち、５１．６１はバルブボデー、５
２．６２は油圧源へ通じる入力ポート、５３．６３は発
進クラッチ２０及び直結クラッチ５へ通じる出力ボート
、５４．６４はドレンボート、５５．６５は弁室、５６
　、６６はボール、５７．６７はスプリング、５８．６
８はコイルである。

制御回路７０には、図示しないセンサから入力軸４０入
力回転数Ｎ１、出力軸３２の出力回転数Ｎ。

（車速）、スロットル開度θ、ブレーキ信号、ポジショ
ンスイッチ信号などが入力され、運転状態に応じてソレ
ノイドバルブ４０．５０．６０をデユーティ制御してい
る。

いま、制御回路７０からソレノイドバルブ４０，５０゜
６０に出力される制御信号のデユーティ比をＤとすると
、ソレノイドバルブ４０．５０．６０の出力油圧ｐＨＩ
、ｒは Ｐ（ＩＪＴ冨ＰＬ　−Ｄ で与えられ、ＰＬ（ライン圧）は一定値であるから、出
力油圧ＰＱｆｆはデユーティ比りのみで制御される。し
たがって、無段変速装置ＩＯの変速比、発進クラッチ２
０及び直結クラッチ５の伝達トルクは制御回路７０から
各ソレノイドバルブ４０，５０．６０に出力されるデユ
ーティ比りによって自在に制御できる０、なお、運転状
態における各ソレノイドバルブ４０、５０．６０のデユ
ーティ比りは制御回路７０内に例えばデータマツプとし
て記憶されている。

上記構成の油圧制御装置において、その動作を第４図の
変速線図にしたがって説明する。まず通常の発進時には
、Ａ点から発進クラッチ２０を徐々に係合させ、Ｂ点に
達すると発進クラッチ２０を結合状態に維持して発進制
御から変速制御に移行する。変速制御においてはまず最
低速比の直線に沿って加速し、入力回転数Ｎ、がその時
のスロットル開度に応じた目標入力回転数Ｎ、に達する
と変速領域に移行し、目標入力回転数Ｎ、を維持しなが
ら高速比側へ変速する。変速比が最高速比すなわち直結
伝達比（Ｄ点）に達すると、発進クラッチ２０を遮断す
るとともに直結クラッチ５を結合し、直結駆動へ移行す
る。直結駆動においては油圧室１８の油圧がドレンされ
るので、無段変速装置ＩＯは最高速比に維持されて空転
を続ける。なお、空転時の損失トルクを低減するために
、空転中熱段変速装置１０を中間プーリ比へ変速しても
よい。

また、■ベルト１５の破損や発進クラッチ２０自体又は
発進制御用ソレノイドパルプ５０の故障など異常事態が
発生した場合には、上記のような無段変速経路による発
進が不可能であるため、直結駆動経路によって緊急発進
を行う、すなわち、第４図破線で示すように発進クラッ
チ２０を遮断状態に維持し、直結クラッチ５を徐々に結
合させながらＡ点からＢ゛点へと移行させ、緊急発進制
御を行う、そしてＢ°点へ到達した後は直結クラッチ５
を結合状態に維持し、直結伝達比の直線に沿って加速す
る。

ここで、本発明の”！４急発進制御方法の具体的な一例
を第５図に従って説明する。

まずボジシッンスインチ信号がり、　Ｒ，Ｌなどのパワ
ーレンジにあるか否かを判別しく８０）、Ｐ。

Ｎなどの非パワーレンジにあるときにはそのままリター
ンサせる。パワーレンジのときには続いて制御因子Ｋが
１であるか否かを判別する（８１）。この制御因子には
無段変速経路が故障しているか否かを判別するものであ
って、Ｋ−１であれば故障中であることを意味するので
、（８７）の警告を行う。Ｋ≠１、即ち無段変速経路が
それまでの経過では故障していないと判断すれば、次に
入力回転数Ｎ、が設定回転数Ｎ２以上であるか否かを判
別する（８２）。設定回転数Ｎ、としては例えば２００
０ｒｐｍ＋に設定されており、入力回転数Ｎ１がこの回
転数以下であれば通常の走行制御（８３）に移行させ、
この回転数以上であれば次に入力回転数Ｎ１の上昇率Δ
Ｎ、ｊｒ：検出する（８４）、この上昇率ΔＮ（の検出
方法としては、上記Ｎ５以上の回転数における上昇率の
瞬時値を検出してもよく、あるいは２００Ｏｒｐｍから
４０００ｒｐｎ＋へ上昇するまでの時間から上昇率を検
出してもよい。検出された上昇率ΔＮ、を所定値Ａ（例
えば２００Ｏｒｐｍ八ｅｃ）と比較しく８５）、ΔＮ、
＜Ａの時には入力回転数の異常な上昇がないので、無段
変速経路が故障していないと判断して（８３）の通常の
走行制御を続行する。ΔＮ、≧Ａの時には、入力回転数
の異常な上昇であると判断し、制御因子をに＝１としく
８６）、運転者に無段変速装置１０又は発進クラッチ２
０が故障したことを警告する（８７）。なお、警告手段
としては警告ランプのような視覚的な警告手段や警報ブ
ザーのような聴覚的な警告手段を用いる。

次に車速Ｖが０であるか否かを判別しく８８）、■＝０
であれば直結主制御用ソレノイドバルブ６０をデユーテ
ィ制御して緊急発進制御を開始する（８９）。

一方、■≠０の場合には緊急発進中の場合と故障時の無
段変速駆動中とを含むので、緊急発進中か否かを判別し
く９０）、緊急発進中であれば（８９）の制御を続行し
、緊急発進中でなければ車両を安全に停止させるべく制
御する（９１）。

上記のようにパワーレンジ時に、入力回転数が設定回転
数Ｎ１以上でかつその上昇率が所定値Ａ以上の時に無段
変速経路が故障であると判断した理由は、もし入力回転
数が２００Ｏｒｐｍ以下でその上昇率が２００Ｏｒｐｍ
＋／ｓｅｃ以上という状態は急発進を行う場合には存在
し得るので、このような場合を故障と誤って判断しない
ようにするためである。また、無段変速経路が故障して
いると判断する時点は走行中と停止中とのいずれの場合
も考えられるが、無段変速走行中に故障していると判断
した場合には！ｒＩ座に直結駆動へ切り換えると危険で
あるので、一旦車両を停止させ、それから直結制御用ソ
レノイドバルブ６０を使用して緊急発進を行う。

なお、上記実施例では無段変速装置１０の変速比、発進
クラッチ２０及び直結クラッチ５の伝達トルクをソレノ
イドバルブ４０．５０．６０単体で制御する例を示した
が、これに限定するものではなく、例えばソレノイドバ
ルブとスプールバルブとの組合せによって制御してもよ
い。この場合、ソレノイドバルブはボール状弁体によっ
て入力ボートとドレンボートとを選択的に開閉する方式
に限らず、ニードル式ソレノイドバルブを使用してもよ
い。

発進クラッチ２０としては湿式クラッチに限らず電磁粉
式クラッチや流体クラッチ、または遠心クラッチなどを
使用できる。また直結クラッチ５もすべり式クラッチで
あれば湿式クラッチに限らず乾式クラッチや電磁粉式ク
ラッチなども使用できる。したがって、直結クラッチ５
の緊急発進制御も油圧によるデユーティ制御に限らない
。

また、本発明において無段変速装置としては■ベルト式
無段変速装置に限らず、例えばトロイグル形無段変速装
置などいかなる無段変速装置でも使用できる。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば無段変速
装置あるいは発進クラッチが故障したとき、これを入力
回転数の変化によって判別し、直結すべりクラッチを発
進クラッチとして代用したので、緊急時においても直結
駆動経路を介して自動的に発進することができる。また
、無段変速経路の故障判断は入力回転数、ポジションス
イッチ信号、車速といった通常の運転信号を用いて制御
回路のプログラムによって判断できるので、格別に故障
検出装置やセンサなどを設ける必要がなく、ｗｉ楽で安
価に構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される■ベルト式無段変速機の一
例のスケルトン図、第２図は油圧制御装置の回路図、第
３図はソレノイドバルブの構造図、第４図は変速線図、
第５図は制御方法の一例を示すフローチャート図である
。 ｌ・・・エンジン、４・・・入力軸、５・・・直結クラ
ッチ、７・・・直結駆動ギヤ、ｌＯ・・・無段変速装置
、１５・・・Ｖベルト、１８・・・油圧室、２０・・・
発進クラッチ、３２・・・出力軸、４０・・・変速比制
御用ソレノイドバルブ、５０・・・発進制御用ソレノイ
ドバルブ、６０・・・直結制御用ソレノイドバルブ、７
０・・・制御回路。 出　願　人　　グイハツ工業株式会社 代　理　人　　弁理士　筒井　秀隆 第１図 第３図 二方■乾ζＮ０ 第５図 手続補正書 ｌ、事件の表示 昭和６１年特許願第９７７８４号 ２、発明の名称 変速機の緊急発進制御方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　大阪府池田市ダイハツ町１番１号名　称　　
（２９６）ダイハツ工業株式会社代表者　江　口　友　
鉦 ４、代理人 〒５５０ 住　所　　大阪市西区西木町１−１３−３８新興産ビル
７、補正の内容 明細書第７頁第１９行において、「非磁性体からなる」
とあるのを削除する。 以上

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、直結駆動経路に直結駆動時に連結される直結す
   べりクラッチを設けるとともに、無段変速経路に無段変
   速駆動時に連結される発進クラッチを設けた変速機であ
   って、パワーレンジ時に、入力回転数が設定回転数以上
   でかつ入力回転数の上昇率が所定値以上の時、直結駆動
   経路を介して発進を行うことを特徴とする変速機の緊急
   発進制御方法。