JP2001241538A - トロイダル無段変速機の変速比制御方法 - Google Patents
トロイダル無段変速機の変速比制御方法Info
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- JP2001241538A JP2001241538A JP2001032902A JP2001032902A JP2001241538A JP 2001241538 A JP2001241538 A JP 2001241538A JP 2001032902 A JP2001032902 A JP 2001032902A JP 2001032902 A JP2001032902 A JP 2001032902A JP 2001241538 A JP2001241538 A JP 2001241538A
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
- F16H61/664—Friction gearings
- F16H61/6649—Friction gearings characterised by the means for controlling the torque transmitting capability of the gearing
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Friction Gearing (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 トロイダル無段変速機において、パワーロー
ラの制御品質を改善する。 【解決手段】 旋回支承装置の保持力Ｆｚやその変位距
離ｚの調節により目標変速比に関連づけてフィードバッ
ク制御するメカニズムに基づき、変速比制御回路の入力
側１２へ実際変速比をフィードバックすることにで、変
速比ｎｕｅを制御する。この場合、保持力Ｆｚを、トー
ラス状ディスク１，３に加わるトルクＭ１，Ｍ２ならび
にパワーローラ６，７の傾斜位置に依存して予備制御す
る。あるいはこのパワーローラ６，７の旋回支承装置８
の変位距離ｚを、スタティックまたはダイナミックに制
御回路にフィードバックする。
ラの制御品質を改善する。 【解決手段】 旋回支承装置の保持力Ｆｚやその変位距
離ｚの調節により目標変速比に関連づけてフィードバッ
ク制御するメカニズムに基づき、変速比制御回路の入力
側１２へ実際変速比をフィードバックすることにで、変
速比ｎｕｅを制御する。この場合、保持力Ｆｚを、トー
ラス状ディスク１，３に加わるトルクＭ１，Ｍ２ならび
にパワーローラ６，７の傾斜位置に依存して予備制御す
る。あるいはこのパワーローラ６，７の旋回支承装置８
の変位距離ｚを、スタティックまたはダイナミックに制
御回路にフィードバックする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トロイダル無段変
速機の変速比制御方法に関する。この場合、トロイダル
無段変速機に、入力ディスクおよび出力ディスクを備え
た少なくとも１つのトーラス状ディスクペアと、力を伝
達するよう該トーラス状ディスクペアと接触している少
なくとも１つのパワーローラが設けられており、該パワ
ーローラは、変速機内で変位可能な旋回支承装置に配置
されていて、入力ディスクと出力ディスクとの間で無段
階に変更可能な傾斜位置により変速比を変えることがで
き、前記旋回支承装置の保持力および／またはその変位
距離の調節により目標変速比に関連づけて閉ループ制御
を行うメカニズムに基づき、変速比制御回路の入力側へ
実際変速比をフィードバックすることにより変速比を制
御する。
速機の変速比制御方法に関する。この場合、トロイダル
無段変速機に、入力ディスクおよび出力ディスクを備え
た少なくとも１つのトーラス状ディスクペアと、力を伝
達するよう該トーラス状ディスクペアと接触している少
なくとも１つのパワーローラが設けられており、該パワ
ーローラは、変速機内で変位可能な旋回支承装置に配置
されていて、入力ディスクと出力ディスクとの間で無段
階に変更可能な傾斜位置により変速比を変えることがで
き、前記旋回支承装置の保持力および／またはその変位
距離の調節により目標変速比に関連づけて閉ループ制御
を行うメカニズムに基づき、変速比制御回路の入力側へ
実際変速比をフィードバックすることにより変速比を制
御する。
【０００２】
【従来の技術】トロイダル無段変速機は、ころがり接触
における摩擦力によりトーラス状の駆動側ディスクから
介在ローラつまりパワーローラを介してトーラス状の被
駆動側ディスクへパワーを伝達する。トーラス状ディス
クは、いわゆる「ハーフトロイダル型」または「フルト
ロイダル型」をとることができる。
における摩擦力によりトーラス状の駆動側ディスクから
介在ローラつまりパワーローラを介してトーラス状の被
駆動側ディスクへパワーを伝達する。トーラス状ディス
クは、いわゆる「ハーフトロイダル型」または「フルト
ロイダル型」をとることができる。
【０００３】トーラス状ディスクペアの各ディスク間に
おける少なくとも１つのパワーローラは、変位可能な旋
回支承装置ないしは傾転支承装置を介して保持されてい
る。この場合、パワーローラを傾けることにより、その
ころがり半径がトーラス状ディスクにおいて変化し、そ
のことで変速比の変化が生じる。なお、摩擦力の伝達に
必要とされる垂直力は、トーラス状ディスクを軸線方向
に押し当てることで形成される。
おける少なくとも１つのパワーローラは、変位可能な旋
回支承装置ないしは傾転支承装置を介して保持されてい
る。この場合、パワーローラを傾けることにより、その
ころがり半径がトーラス状ディスクにおいて変化し、そ
のことで変速比の変化が生じる。なお、摩擦力の伝達に
必要とされる垂直力は、トーラス状ディスクを軸線方向
に押し当てることで形成される。
【０００４】変速比のための従来の閉ループ制御システ
ムは、たとえばＰＩＤコントローラによってパワーロー
ラの角度を慣用のやり方で制御することに基づいてい
る。その際、パワーローラ角度は、変速機内でパワーロ
ーラを支持している旋回支承装置のスタティックな保持
力および／またはその変位距離の調節により行われる。
この場合、閉ループ制御ないしはフィードバック制御の
ために、実際の変速比が閉ループ制御システムにおける
制御回路の入力側に加えられ、目標変速比との関連づけ
が行われる。閉ループ制御技術において一般的であるよ
うに、パワーローラのスタティックな保持力および／ま
たは変位距離の操作量に対する介入により変速比が閉ル
ープ制御される。
ムは、たとえばＰＩＤコントローラによってパワーロー
ラの角度を慣用のやり方で制御することに基づいてい
る。その際、パワーローラ角度は、変速機内でパワーロ
ーラを支持している旋回支承装置のスタティックな保持
力および／またはその変位距離の調節により行われる。
この場合、閉ループ制御ないしはフィードバック制御の
ために、実際の変速比が閉ループ制御システムにおける
制御回路の入力側に加えられ、目標変速比との関連づけ
が行われる。閉ループ制御技術において一般的であるよ
うに、パワーローラのスタティックな保持力および／ま
たは変位距離の操作量に対する介入により変速比が閉ル
ープ制御される。
【０００５】このような慣用の閉ループ制御システムに
よるアプローチであると、制御ダイナミクスの改善が必
要であることがわかった。このため、変速機の特別な構
造が提案されている。その場合、いわゆる「ケーシング
角度（Gehaeuse-Winkel）」の導入によりたとえば制御
の安定領域が広がるけれども、これはたとえば前進走行
の場合だけというように、変速機の一方の回転方向につ
いてしかあてはまらない。
よるアプローチであると、制御ダイナミクスの改善が必
要であることがわかった。このため、変速機の特別な構
造が提案されている。その場合、いわゆる「ケーシング
角度（Gehaeuse-Winkel）」の導入によりたとえば制御
の安定領域が広がるけれども、これはたとえば前進走行
の場合だけというように、変速機の一方の回転方向につ
いてしかあてはまらない。
【０００６】なお、Prof. P. Tenberge による文献 "To
roidgetriebe mit verbesserten Kennwerten", VDI-Ber
ichte No. 1393, 1998, p. 703 - 724 には、トロイダ
ル型におけるトラクション伝動を効率、制御、設置スペ
ースならびに馬力荷重に関して構想的、構造的に最適化
することについての概論が示されている。
roidgetriebe mit verbesserten Kennwerten", VDI-Ber
ichte No. 1393, 1998, p. 703 - 724 には、トロイダ
ル型におけるトラクション伝動を効率、制御、設置スペ
ースならびに馬力荷重に関して構想的、構造的に最適化
することについての概論が示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、パワ
ーローラの慣用の閉ループ制御を制御品質について改善
することにある。
ーローラの慣用の閉ループ制御を制御品質について改善
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、保持力を、トーラス状ディスクに加わるトルクなら
びにパワーローラの傾斜位置に依存して予備制御し、お
よび／または該パワーローラの旋回支承装置の変位距離
を、スタティックまたはダイナミックに制御回路にフィ
ードバックすることより解決される。
は、保持力を、トーラス状ディスクに加わるトルクなら
びにパワーローラの傾斜位置に依存して予備制御し、お
よび／または該パワーローラの旋回支承装置の変位距離
を、スタティックまたはダイナミックに制御回路にフィ
ードバックすることより解決される。
【０００９】
【発明の実施の形態】このように請求項１の特徴部分に
記載の構成によれば、標準的なフィードバック制御メカ
ニズムを２つの付加的な成分によって補うことにより達
成される。つまり上述のように、一方では保持力をトー
ラス状ディスクに加わるトルクならびに介在ローラつま
りパワーローラの傾斜位置に依存して予備制御し、他方
ではパワーローラの旋回支承装置の変位距離を制御回路
にフィードバックする。これら２つの成分により慣用の
制御コンセプトが著しく拡張され、このことで様々な利
点を達成することができる。つまり保持力の予備制御に
より、パワーローラの目下の傾転角を考慮しながら変速
機の駆動部および被駆動部におけるトルク変化の影響が
制御回路から分離される。保持力を予備制御しないと変
速比コントローラは、トルク変化の作用を目標変速比の
外乱の原因として考慮するのではなく、はじめにそれに
対して応答することになる。
記載の構成によれば、標準的なフィードバック制御メカ
ニズムを２つの付加的な成分によって補うことにより達
成される。つまり上述のように、一方では保持力をトー
ラス状ディスクに加わるトルクならびに介在ローラつま
りパワーローラの傾斜位置に依存して予備制御し、他方
ではパワーローラの旋回支承装置の変位距離を制御回路
にフィードバックする。これら２つの成分により慣用の
制御コンセプトが著しく拡張され、このことで様々な利
点を達成することができる。つまり保持力の予備制御に
より、パワーローラの目下の傾転角を考慮しながら変速
機の駆動部および被駆動部におけるトルク変化の影響が
制御回路から分離される。保持力を予備制御しないと変
速比コントローラは、トルク変化の作用を目標変速比の
外乱の原因として考慮するのではなく、はじめにそれに
対して応答することになる。
【００１０】パワーローラ位置を別個にまたは保持力予
備制御と組み合わせて使うことのできるフィードバック
によって、変速比の時間経過中の振動をコントロールす
るために有効なシステム変量が得られる。たとえばこれ
によって、振動を効果的に減衰できるようになる。
備制御と組み合わせて使うことのできるフィードバック
によって、変速比の時間経過中の振動をコントロールす
るために有効なシステム変量が得られる。たとえばこれ
によって、振動を効果的に減衰できるようになる。
【００１１】請求項２および３には、保持力予備制御に
関する関数関係が示されている。これによれば定常的な
保持力Ｆｚ は式 Ｆｚ ＝Ｍ１／Ｒ０１＋Ｍ２／Ｒ０２ に従って予備制御され、ここでＭ１は駆動側ディスクす
なわち入力ディスクにおけるトルクであり、Ｍ２は被駆
動側ディスクすなわち出力ディスクにおけるトルクであ
り、Ｒ０１は入力ディスク上でのパワーローラのころが
り半径、Ｒ０２は出力ディスク上でのパワーローラのこ
ろがり半径である。
関する関数関係が示されている。これによれば定常的な
保持力Ｆｚ は式 Ｆｚ ＝Ｍ１／Ｒ０１＋Ｍ２／Ｒ０２ に従って予備制御され、ここでＭ１は駆動側ディスクす
なわち入力ディスクにおけるトルクであり、Ｍ２は被駆
動側ディスクすなわち出力ディスクにおけるトルクであ
り、Ｒ０１は入力ディスク上でのパワーローラのころが
り半径、Ｒ０２は出力ディスク上でのパワーローラのこ
ろがり半径である。
【００１２】これは、１つのパワーローラをもつ１つの
トーラス状ディスクペアに対する基本的な関係である。
トーラス状ディスクペアに対する基本的な関係である。
【００１３】請求項３によればこの関係が、トロイダル
装置ごとに複数のトーラス状ディスクペアと複数のパワ
ーローラを備えたトロイダル変速機のために拡張されて
いる。これに従い定常的な保持力Ｆｚ が式 Ｆｚ ＝（Ｍ１／Ｒ１＋Ｍ２／Ｒ２）（ＮＴ・ＮＺ） に依存して予備制御され、ここでＭ１は入力ディスクに
おけるトルクであり、Ｍ２は出力ディスクにおけるトル
クであり、Ｒ０１は入力ディスク上でのパワーローラの
ころがり半径、Ｒ０２は出力ディスク上でのパワーロー
ラのころがり半径、ＮＴはトロイダル装置の個数、ＮＺ
は各トロイダル装置におけるパワーローラの個数であ
る。
装置ごとに複数のトーラス状ディスクペアと複数のパワ
ーローラを備えたトロイダル変速機のために拡張されて
いる。これに従い定常的な保持力Ｆｚ が式 Ｆｚ ＝（Ｍ１／Ｒ１＋Ｍ２／Ｒ２）（ＮＴ・ＮＺ） に依存して予備制御され、ここでＭ１は入力ディスクに
おけるトルクであり、Ｍ２は出力ディスクにおけるトル
クであり、Ｒ０１は入力ディスク上でのパワーローラの
ころがり半径、Ｒ０２は出力ディスク上でのパワーロー
ラのころがり半径、ＮＴはトロイダル装置の個数、ＮＺ
は各トロイダル装置におけるパワーローラの個数であ
る。
【００１４】さらに請求項４および５には、微分された
かたちでのパワーローラのフィードバックについて記載
されている。これによれば、パワーローラの変位距離の
時間微分（ｄｚ／ｄｔ）がフィードバック量として用い
られる。このようにフィードバックされる量を、有利に
は所定の増幅係数と乗算することができる。
かたちでのパワーローラのフィードバックについて記載
されている。これによれば、パワーローラの変位距離の
時間微分（ｄｚ／ｄｔ）がフィードバック量として用い
られる。このようにフィードバックされる量を、有利に
は所定の増幅係数と乗算することができる。
【００１５】
【実施例】図１に概略的に示されているように、トロイ
ダル無段変速機の最も重要な部材はエンジントルクを受
け取る駆動側ディスクつまり入力ディスク１であり、こ
のディスクは軸２および通例はクラッチもしくはトルク
コンバータ（図示せず）を介して、エンジン駆動部と結
合されている。入力ディスク１は、やはり軸２′を有す
る被駆動側ディスクつまり出力ディスク３とともにトー
ラス状ディスクペアを成している。この場合、互いに対
向する接触面４，５がいっしょになって、１つのトロイ
ダル面を形成している。
ダル無段変速機の最も重要な部材はエンジントルクを受
け取る駆動側ディスクつまり入力ディスク１であり、こ
のディスクは軸２および通例はクラッチもしくはトルク
コンバータ（図示せず）を介して、エンジン駆動部と結
合されている。入力ディスク１は、やはり軸２′を有す
る被駆動側ディスクつまり出力ディスク３とともにトー
ラス状ディスクペアを成している。この場合、互いに対
向する接触面４，５がいっしょになって、１つのトロイ
ダル面を形成している。
【００１６】これら両方のトーラス状ディスク１と３の
間に、少なくとも１つのしかし一般には２つから３つの
介在ローラつまりパワーローラ６，７が配置されてお
り、これは半径Ｒｒ をもち、図１ではシンボリックに
しか示されていない旋回支承装置８に、傾斜可能に、ま
た、固有の軸を中心に旋回可能に懸架されている。この
場合、支承点は中央の軸から間隔Ｒ０ を有している。
パワーローラ６，７はそれらの周囲面９，１０におい
て、トーラス状ディスク１，３の接触面４，５ところが
り摩擦接触しており、したがってトルクＭ１をもつ入力
ディスク１の回転運動Ｗ１が、角速度Ｗ２とトルクＭ２
をもつ出力ディスク３の回転運動に変換される。
間に、少なくとも１つのしかし一般には２つから３つの
介在ローラつまりパワーローラ６，７が配置されてお
り、これは半径Ｒｒ をもち、図１ではシンボリックに
しか示されていない旋回支承装置８に、傾斜可能に、ま
た、固有の軸を中心に旋回可能に懸架されている。この
場合、支承点は中央の軸から間隔Ｒ０ を有している。
パワーローラ６，７はそれらの周囲面９，１０におい
て、トーラス状ディスク１，３の接触面４，５ところが
り摩擦接触しており、したがってトルクＭ１をもつ入力
ディスク１の回転運動Ｗ１が、角速度Ｗ２とトルクＭ２
をもつ出力ディスク３の回転運動に変換される。
【００１７】図２および図３には、トロイダル変速機に
とって代表的な相応の量が示されている。個々のパワー
ローラ（図３では１つのパワーローラ６しか示されてい
ない）の傾転角α（図３）によって、入力ディスク１な
いしは出力ディスク３においてこのパワーローラのころ
がり半径Ｒ０１もしくはＲ０２が決まる。角度α＝０の
とき、変速比は１：１となる。図３に示されているよう
にＲ０１＜Ｒ０２のとき、ディスク１，３の角速度につ
いてＷ２＜Ｗ１という関係が成り立つ。
とって代表的な相応の量が示されている。個々のパワー
ローラ（図３では１つのパワーローラ６しか示されてい
ない）の傾転角α（図３）によって、入力ディスク１な
いしは出力ディスク３においてこのパワーローラのころ
がり半径Ｒ０１もしくはＲ０２が決まる。角度α＝０の
とき、変速比は１：１となる。図３に示されているよう
にＲ０１＜Ｒ０２のとき、ディスク１，３の角速度につ
いてＷ２＜Ｗ１という関係が成り立つ。
【００１８】周知のようにトロイダル変速機の場合には
構造的な特性に起因して、パワーローラ６，７の旋回支
承装置８により、ｚ方向における保持力（図２参照）を
生じさせなければならない。また、傾転角αを調節する
ためにさらに、パワーローラ６，７を旋回支承装置８の
相応の旋回によりｚ方向で位置を変えることができる。
図２に示されているように、パワーローラ６の位置を値
ｚだけずらすと、ローラ接点Ｋ１がローラ接点Ｋ２まで
変化し、このローラ接点Ｋ１はころがり半径Ｒ０１より
も大きい半径Ｒ１をもつ。
構造的な特性に起因して、パワーローラ６，７の旋回支
承装置８により、ｚ方向における保持力（図２参照）を
生じさせなければならない。また、傾転角αを調節する
ためにさらに、パワーローラ６，７を旋回支承装置８の
相応の旋回によりｚ方向で位置を変えることができる。
図２に示されているように、パワーローラ６の位置を値
ｚだけずらすと、ローラ接点Ｋ１がローラ接点Ｋ２まで
変化し、このローラ接点Ｋ１はころがり半径Ｒ０１より
も大きい半径Ｒ１をもつ。
【００１９】傾斜運動のダイナミクスつまり傾転角αの
時間経過特性とｚ方向でのパワーローラの位置変化のダ
イナミクスを、関連する運動方程式を立てて調べる場
合、通常の最適化された境界条件や無視操作たとえば変
速機における軸受摩擦の算入しないことなどをふまえ、
旋回支承装置８において動作条件が一定であっても保持
力Ｆｚ を取り込む必要がある。この保持力はたとえば
式 Ｆｚ −Ｍ１／Ｒ０１−Ｍ２／Ｒ０２＝０ で十分である。
時間経過特性とｚ方向でのパワーローラの位置変化のダ
イナミクスを、関連する運動方程式を立てて調べる場
合、通常の最適化された境界条件や無視操作たとえば変
速機における軸受摩擦の算入しないことなどをふまえ、
旋回支承装置８において動作条件が一定であっても保持
力Ｆｚ を取り込む必要がある。この保持力はたとえば
式 Ｆｚ −Ｍ１／Ｒ０１−Ｍ２／Ｒ０２＝０ で十分である。
【００２０】この関係を、請求項に記載されているよう
に保持力の予備制御に利用することができる。
に保持力の予備制御に利用することができる。
【００２１】次に図４を参照しながら、本発明による閉
ループ制御方法のためのシミュレーションモデルの相応
のダイアグラムに基づき最適化された閉ループ制御方法
について説明する。
ループ制御方法のためのシミュレーションモデルの相応
のダイアグラムに基づき最適化された閉ループ制御方法
について説明する。
【００２２】ここで前提とする区間モデル１１は、モデ
リングに即してまえもって定められた量および様々なシ
ステム方程式（ここで詳しく説明する必要はない）を表
している。区間モデル１９により、出力量としてたとえ
ば入力ディスク１の角速度１１、パワーローラの傾転角
α、変速比ｎｕｅ、車輛速度Ｖ、出力ディスク３のトル
クＭ２、パワーローラ６のころがり半径Ｒ０１，Ｒ０２
がトーラス状ディスク１，３から送出される。この区間
モデルの入力量は、入力ディスク１のトルクＭ１ならび
に保持力Ｆｚ である。
リングに即してまえもって定められた量および様々なシ
ステム方程式（ここで詳しく説明する必要はない）を表
している。区間モデル１９により、出力量としてたとえ
ば入力ディスク１の角速度１１、パワーローラの傾転角
α、変速比ｎｕｅ、車輛速度Ｖ、出力ディスク３のトル
クＭ２、パワーローラ６のころがり半径Ｒ０１，Ｒ０２
がトーラス状ディスク１，３から送出される。この区間
モデルの入力量は、入力ディスク１のトルクＭ１ならび
に保持力Ｆｚ である。
【００２３】入力側では閉ループ制御システムに対し目
標変速比が入力側１２に入力され、この目標変速比と区
間モデル１１のそのつどの実際変速比ｎｕｅが加算器１
３において比較される。制御偏差を表す差信号がコント
ローラ１４に供給され、このコントローラはそれに応じ
た制御信号をその出力側から送出する。シミュレーショ
ンの実例として、制御パラメータＰ＝−２００およびＤ
＝−５０をもつＰＤコントローラを用いた。その際、加
速過程をシミュレートした。
標変速比が入力側１２に入力され、この目標変速比と区
間モデル１１のそのつどの実際変速比ｎｕｅが加算器１
３において比較される。制御偏差を表す差信号がコント
ローラ１４に供給され、このコントローラはそれに応じ
た制御信号をその出力側から送出する。シミュレーショ
ンの実例として、制御パラメータＰ＝−２００およびＤ
＝−５０をもつＰＤコントローラを用いた。その際、加
速過程をシミュレートした。
【００２４】区間モデル１１により出力信号として生成
されるようなパワーローラ６の変位距離ｚを、フィード
バック分岐１５を介してフィードバックすることができ
る。この場合、微分素子１７により変位距離ｚが時間的
に微分され（ｄｚ／ｄｔ）、ついで１８において所定の
増幅係数と乗算される。この信号はコントローラ１４の
出力信号に加算される（参照符号１６）。さらにその信
号に対し、相応の計算素子２０からの予備制御信号とし
て定常的な保持力が与えられる（参照符号１９）。計算
素子２０は入力量として、ころがり半径Ｒ０１およびＲ
０２ならびに出力ディスク３のトルクＭ２をもってい
る。その際、入力ディスク１のトルクＭ１が区間モデル
１１の入力側から取り出される。商形成素子２１，２２
においてＭ１とＲ０１もしくはＭ２とＲ０２からそれぞ
れ商が形成され、その結果が加算器２３において加算さ
れ、これが求めていた保持力予備制御を表すことにな
る。
されるようなパワーローラ６の変位距離ｚを、フィード
バック分岐１５を介してフィードバックすることができ
る。この場合、微分素子１７により変位距離ｚが時間的
に微分され（ｄｚ／ｄｔ）、ついで１８において所定の
増幅係数と乗算される。この信号はコントローラ１４の
出力信号に加算される（参照符号１６）。さらにその信
号に対し、相応の計算素子２０からの予備制御信号とし
て定常的な保持力が与えられる（参照符号１９）。計算
素子２０は入力量として、ころがり半径Ｒ０１およびＲ
０２ならびに出力ディスク３のトルクＭ２をもってい
る。その際、入力ディスク１のトルクＭ１が区間モデル
１１の入力側から取り出される。商形成素子２１，２２
においてＭ１とＲ０１もしくはＭ２とＲ０２からそれぞ
れ商が形成され、その結果が加算器２３において加算さ
れ、これが求めていた保持力予備制御を表すことにな
る。
【００２５】このシミュレーション例において、様々な
モデル定数を実例として決めた。つまりたとえば入力デ
ィスク、出力ディスクならびにパワーローラの質量をそ
れぞれ１ｋｇとし、これらの部材の慣性トルクをそれぞ
れ０．０５ｋｇ／ｍ２ 、パワーローラ６の傾斜軸とト
ーラス状ディスク１，３の軸との間隔を０．０５ｍ、パ
ワーローラの半径を０．０７ｍ、車両の質量を１，２０
０ｋｇ、ローラ抵抗係数を４．９５１５Ｎｓ／ｍ、ｃｗ
値を０．４８２８Ｎｓ２／ｍ２ 、車輪半径を０．２８
８ｍ、トロイダル変速機に対応づけられている差動歯車
機構の変速比を０．２７２７とした。
モデル定数を実例として決めた。つまりたとえば入力デ
ィスク、出力ディスクならびにパワーローラの質量をそ
れぞれ１ｋｇとし、これらの部材の慣性トルクをそれぞ
れ０．０５ｋｇ／ｍ２ 、パワーローラ６の傾斜軸とト
ーラス状ディスク１，３の軸との間隔を０．０５ｍ、パ
ワーローラの半径を０．０７ｍ、車両の質量を１，２０
０ｋｇ、ローラ抵抗係数を４．９５１５Ｎｓ／ｍ、ｃｗ
値を０．４８２８Ｎｓ２／ｍ２ 、車輪半径を０．２８
８ｍ、トロイダル変速機に対応づけられている差動歯車
機構の変速比を０．２７２７とした。
【００２６】図５〜図１３にはシミュレーションの結果
が示されている。図５には、シミュレートされた車両加
速過程における速度経過が、変速段ごとに次第に平坦に
なっていく様子が示されている。図６には入力ディスク
の角速度Ｗ１が示されており、そこに示されている典型
的な値は１つの変速段において上昇し続け、変速段が変
わると跳躍的に下降している。図７および図８には、変
速比特性曲線（図７）と傾転角特性曲線（図８）の逆対
称の経過特性によって、これら両方の量の相関関係が示
されている。この場合、個々の変速段において、変速機
の変速比と傾転角が一定に保たれている。
が示されている。図５には、シミュレートされた車両加
速過程における速度経過が、変速段ごとに次第に平坦に
なっていく様子が示されている。図６には入力ディスク
の角速度Ｗ１が示されており、そこに示されている典型
的な値は１つの変速段において上昇し続け、変速段が変
わると跳躍的に下降している。図７および図８には、変
速比特性曲線（図７）と傾転角特性曲線（図８）の逆対
称の経過特性によって、これら両方の量の相関関係が示
されている。この場合、個々の変速段において、変速機
の変速比と傾転角が一定に保たれている。
【００２７】図９には、やはり個々の変速段と相関づけ
られている旋回支承装置に関する保持力Ｆｚ の経過特
性が示されている。
られている旋回支承装置に関する保持力Ｆｚ の経過特
性が示されている。
【００２８】さらに、図１０〜図１３によるパワーロー
ラの変位距離を表すダイアグラムに示されているよう
に、対応するシフト過程は著しく短くかつ著しくはっき
りした傾斜ローラの位置移動により引き起こされる。
ラの変位距離を表すダイアグラムに示されているよう
に、対応するシフト過程は著しく短くかつ著しくはっき
りした傾斜ローラの位置移動により引き起こされる。
【図１】トロイダル変速機の概略的な軸線方向断面図で
ある。
ある。
【図２】トーラス状ディスクつまりトロイダル変速機の
特性量を表す図である。
特性量を表す図である。
【図３】トーラス状ディスクつまりトロイダル変速機の
特性量を表す図である。
特性量を表す図である。
【図４】変速比の制御に使用されるフィードバック制御
プロセスの流れを示す図である。
プロセスの流れを示す図である。
【図５】閉ループ制御方法のシミュレーションにおいて
シミュレートされた車両速度特性曲線を時間軸上で示す
図である。
シミュレートされた車両速度特性曲線を時間軸上で示す
図である。
【図６】閉ループ制御方法のシミュレーションにおける
入力ディスク角速度の特性曲線を時間軸上で示す図であ
る。
入力ディスク角速度の特性曲線を時間軸上で示す図であ
る。
【図７】閉ループ制御方法のシミュレーションにおける
回転数変速比の特性曲線を時間軸上で示す図である。
回転数変速比の特性曲線を時間軸上で示す図である。
【図８】閉ループ制御方法のシミュレーションにおける
パワーローラの傾転角の特性曲線を時間軸上で示す図で
ある。
パワーローラの傾転角の特性曲線を時間軸上で示す図で
ある。
【図９】閉ループ制御方法のシミュレーションにおける
パワーローラの旋回支承装置によりもたらされる保持力
の特性曲線を時間軸上で示す図である。
パワーローラの旋回支承装置によりもたらされる保持力
の特性曲線を時間軸上で示す図である。
【図１０】閉ループ制御方法のシミュレーションにおけ
る第１のシフト過程によるパワーローラの変位距離を時
間軸上で示す図である。
る第１のシフト過程によるパワーローラの変位距離を時
間軸上で示す図である。
【図１１】閉ループ制御方法のシミュレーションにおけ
る第２のシフト過程によるパワーローラの変位距離を時
間軸上で示す図である。
る第２のシフト過程によるパワーローラの変位距離を時
間軸上で示す図である。
【図１２】閉ループ制御方法のシミュレーションにおけ
る第３のシフト過程によるパワーローラの変位距離を時
間軸上で示す図である。
る第３のシフト過程によるパワーローラの変位距離を時
間軸上で示す図である。
【図１３】閉ループ制御方法のシミュレーションにおけ
る第４のシフト過程によるパワーローラの変位距離を時
間軸上で示す図である。
る第４のシフト過程によるパワーローラの変位距離を時
間軸上で示す図である。
１ 入力ディスク ２ 軸 ３ 出力ディスク ４，５ 接触面 ６，７ パワーローラ ８ 旋回支承装置 ９，１０ 周囲面 １１ 区間モデル １３，１６，１９，２３ 加算器 １４ コントローラ １５ フィードバック分岐 ２０ 計算素子 ２１，２２ 商形成素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペーター ミヒャウ ドイツ連邦共和国 レーゲンスブルク ケ ーテ−コルヴィッツ−シュトラーセ 67 (72)発明者 ヨアヒム ホルン ドイツ連邦共和国 ミュンヘン ガイガー シュトラーセ ５
Claims (5)
- 【請求項１】 トロイダル無段変速機に、入力ディスク
（１）および出力ディスク（３）を備えた少なくとも１
つのトーラス状ディスクペアと、力を伝達するよう該ト
ーラス状ディスクペア（１，３）と接触している少なく
とも１つのパワーローラ（６，７）が設けられており、 該パワーローラ（６，７）は、変速機内で変位可能な旋
回支承装置（８）に配置されていて、入力ディスクと出
力ディスク（１，３）との間で無段階に変更可能な傾斜
位置（α）により変速比を変えることができ、 前記旋回支承装置の保持力（Ｆｚ）および／またはその
変位距離（ｚ）の調節により目標変速比に関連づけて閉
ループ制を行うメカニズムに基づき、変速比（ｎｕｅ）
制御回路の入力側（１２）へ実際変速比をフィードバッ
クすることにより変速比（ｎｕｅ）を制御する形式の、 トロイダル無段変速機の変速比制御方法において、 前記保持力（Ｆｚ）を、トーラス状ディスク（１，３）
に加わるトルク（Ｍ１，Ｍ２）ならびにパワーローラ
（６，７）の傾斜位置に依存して予備制御し、 および／または該パワーローラ（６，７）の旋回支承装
置（８）の変位距離（ｚ）を、スタティックまたはダイ
ナミックに制御回路にフィードバックすることを特徴と
する、 トロイダル無段変速機の変速比制御方法。 - 【請求項２】 定常的な保持力（Ｆｚ）を式 Ｆｚ ＝Ｍ１／Ｒ０１＋Ｍ２／Ｒ０２ に依存して予備制御し、 ここでＭ１は入力ディスク（１）におけるトルクであ
り、Ｍ２は出力ディスク（３）におけるトルクであり、
Ｒ０１は入力ディスク（１）上でのパワーローラ（６，
７）のころがり半径、Ｒ０２は出力ディスク（３）上で
のパワーローラ（６，７）のころがり半径である、 請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 複数のトーラス状ディスクペアをもつト
ロイダル変速機では定常的な保持力（Ｆｚ）を式 Ｆｚ ＝（Ｍ１／Ｒ１＋Ｍ２／Ｒ２）（ＮＴ・ＮＺ） に依存して予備制御し、 ここでＭ１は入力ディスク（１）におけるトルクであ
り、Ｍ２は出力ディスク（３）におけるトルクであり、
Ｒ０１は入力ディスク（１）上でのパワーローラ（６，
７）のころがり半径、Ｒ０２は出力ディスク（３）上で
のパワーローラ（６，７）のころがり半径、ＮＴはトロ
イダル装置の個数、ＮＺは各トロイダル装置におけるパ
ワーローラの個数である、請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記パワーローラ（６，７）の変位距離
（ｚ）の時間微分（ｄｚ／ｄｔ）をフィードバックす
る、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項５】 フィードバックした値を所定の増幅係数
と乗算する、請求項１から４のいずれか１項記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10005463A DE10005463C1 (de) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | Verfahren zur Regelung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlosen Toroidgetriebes |
| DE10005463.3 | 2000-02-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001241538A true JP2001241538A (ja) | 2001-09-07 |
Family
ID=7630178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001032902A Withdrawn JP2001241538A (ja) | 2000-02-08 | 2001-02-08 | トロイダル無段変速機の変速比制御方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6612964B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001241538A (ja) |
| DE (1) | DE10005463C1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10236619A1 (de) * | 2002-08-09 | 2004-02-19 | Daimlerchrysler Ag | Toroidregelvorrichtung |
| DE10300569B4 (de) * | 2003-01-10 | 2007-09-13 | Daimlerchrysler Ag | Toroidregelvorrichtung |
| GB0805213D0 (en) * | 2008-03-20 | 2008-04-30 | Torotrak Dev Ltd | An electric controller for a continuously variable transmission and a method of control of a continuously variable transmission |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3460341B2 (ja) * | 1994-11-28 | 2003-10-27 | 日産自動車株式会社 | 摩擦車式無段変速機の変速制御装置 |
| JPH11257479A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-09-21 | Honda Motor Co Ltd | トロイダル型無段変速機の制御装置 |
-
2000
- 2000-02-08 DE DE10005463A patent/DE10005463C1/de not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-02-08 US US09/779,293 patent/US6612964B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-02-08 JP JP2001032902A patent/JP2001241538A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010016537A1 (en) | 2001-08-23 |
| US6612964B2 (en) | 2003-09-02 |
| DE10005463C1 (de) | 2001-07-05 |
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|---|---|---|---|
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