JP2680138B2 - 自動車用無段階変速機の制御システム - Google Patents

自動車用無段階変速機の制御システム

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JP2680138B2 JP23568289A JP23568289A JP2680138B2 JP 2680138 B2 JP2680138 B2 JP 2680138B2 JP 23568289 A JP23568289 A JP 23568289A JP 23568289 A JP23568289 A JP 23568289A JP 2680138 B2 JP2680138 B2 JP 2680138B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はベルト式無段階変速機のプーリ位置を制御す
るシステムに関する。
〔従来の技術〕 ベルト式無段階変速機の制御システムとして本発明と
同一の出願人により、特願昭62−214777号公報を提案し
た。プーリは対向円錐形状をしておりその一方の円錐盤
を軸方向に移動可能としている。駆動軸側プーリの移動
可能円錐盤を直流モータで駆動してプーリ溝幅を変化さ
せる。比駆動側プーリの移動可能円錐盤はばねで押して
いる。駆動軸側プーリの溝幅を大きくするとそのベルト
捲掛径が小さくなり、被駆動側プーリの幅は逆に小さ
く、ベルト捲掛径が大きくなるので変速比は大きくな
る。反対に駆動側プーリ幅を小さくすると変速比は小さ
くなる。変速比は駆動及び被駆動プーリの回転数比で決
まるので従来は両プーリの回転数を測定して演算し変速
比を求め、これをフイードバツクして変速比制御してい
た。この方式において、車両の負荷変動による外乱が加
わつた場合、それがベルトに伝達され、ベルトすべりを
起こす。このため変速比フイードバツク量が不連続に変
化し、制御系が不安定となつてしまうという欠点を有し
ていた。
変速比を表わす要素として駆動側プーリの可動円錐盤
の位置(以下プーリ位置)がある。このプーリ位置はベ
ルトすべりが生じても影響されないので連続性がある。
そこでこのプーリ位置を検出してフイードバツク制御す
る方法が考えられたが、プーリ位置変化の方向によりプ
ーリ位置センサにヒステリシスを生じるため精度のよい
制御ができなかつた。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は上記した従来技術の欠点を除去し、ベ
ルトすべりが生じても安定な特性を得る無段階変速機の
制御システムを提供するにある。また本発明の他の目的
はプーリ位置センサのヒステリシスを補正して高精度な
特性を得る無段階変速機の制御システムを提供するにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は変速比を検出す
る手段としてプーリ位置センサを用い、そのヒステリシ
スを補正するために、駆動側,比駆動側両プーリの回転
数比とプーリ位置制御出力信号を用いることにした。す
なわち、前記出力信号によりプーリ位置変化の方向を知
り、これに基づいてプーリ位置センサからの信号に補正
を加える。また、プーリ位置変化の向きが変わるところ
でセンサ信号の不変域があり、この不変域においては前
記プーリの回転数比を変速比として用いることとした。
〔作用〕
以下本発明の実施例を図により説明する。第1図は本
発明の実施例における無段階変速機の制御システムの構
成を示す。エンシン1の回転力は、電磁クラツチ2,リダ
クシヨンギヤ3,無段階変速機4,デイフアレンシヤルギヤ
6を介して駆動軸7に伝達される。電磁クラツチ2はコ
イル2aに流す電流値を制御部10によつて制御され、これ
によつてエンジン1の回転力の伝達量を制御するように
している。
無段階変速機4は駆動軸43に取付けたプーリ40,被駆
動軸44に取付けたプーリ41、および前記プーリ40,41に
捲掛したベルト42から成つている。プーリ40,41はそれ
ぞれ2個の円錐盤を対向させて溝の断面形状をV字形と
している。両プーリの各々一方の円錐盤は駆動軸43,被
駆動軸44にそれぞれ固定され、各々他方の円錐盤は軸方
向に移動可能に取付けられている。プーリ40側の可動円
錐盤はモータ4aによつて減速ギヤ4b及びプーリ押え板4c
を介して駆動軸43の方向に変位制御される。これによつ
てプーリ40の溝幅が変化させられる。モータ4aは制御部
10により制御される。プーリ41側の可動円錐盤はばね
(図示省略)によつて押えられている。ここで、プーリ
40の溝幅、即ちプーリ幅を大きくするとベルト42の捲掛
径が小さくなるとともに、プーリ41側の捲掛径が大きく
なるのでプーリ比、すなち変速比が大きくなる。反対に
プーリ40のプーリ幅を小さくすると変速比は小さくな
る。よつてプーリ幅を連続的に変化させることにより変
速比を無段階に変化させることができる。
14はセレクトレバーの位置を検出する複数のスイツ
チ、15aはアクセスペダルが踏まれているか否かを検出
するスイツチ、15bはブレーキペダルが踏まれているか
否かを検出するスイツチ、16はデイフアレンシヤルギヤ
の回転数、したがつてこれはプーリ41の回転数または車
速を検出する電磁ピツクアツプセンサ、17はリダクシヨ
ンギヤの回転数、したがつてプーリ40の回転数を検出す
る電磁ピツクアツプセンサ、18はエンジン1の回転数を
検出するセンサ、19はエンジン1のスロツトル開度を検
出するスロツトルセンサ、20はエンジン1の冷却水温度
を検出する水温センサ、そしてプーリ位置センサ21はプ
ーリ位置を検出するプーリ位置センサである。これらの
スイツチおよびセンサによつて検出された車両各部の状
態または運転操作の状態が制御部10に入力され、演算処
理後、モータ4a,電磁クラツチ2へ制御出力信号を出す
ものである。
制御部10は第2図に示すように、マイクロプロセシン
グユニツト、記号MPU11,リードオンリーメモリ,記号RO
M12,入出力インターフエース,記号I/O13から成る。な
お、スイツチ14はセレクトレバーの位置,パーキングP,
リバースR,ニユートラルN,ドライブDの各レンジを識別
検出するスイツチである。
第3図は電磁クラツチ2の駆動回路を示している。全
体を22で示すこの回路は電磁クラツチ2を励磁および逆
励磁するためのブリツジ形スイツチング回路をトランジ
スタ31,32,33,34と4個のクライオイールダイオードで
構成している。抵抗器36は励磁電流を検出してフイード
バツクするためのものである。ブリツジ回路の各トラン
ジスタを駆動するドライブ回路35が抵抗器を介してI/O1
3に接続されている。符号13aと13bに第4図に示すよう
な信号を与えると信号13bのLOWレベルの時間率、すなわ
ち通流率に比例した励磁電流が流れる。この場合トラン
ジスタ31がON,トランジスタ34がパルス幅制御、すなわ
ちPWM制御信号によりON/OFFしている。NまたはPレン
ジにおいては電磁クラツチ2を完全に切断させるため、
トランジスタ31,34をOFFとした後、残留磁気をなくする
ためにトランジスタ32と33をONとして逆励磁を行う。
第5図はモータ4aの駆動回路を示している。全体を23
で示すこの回路は4個のFET51,52.53,54から成るブリツ
ジ回路と、FET51,52のゲートにバツテリ400の端子電圧
よりも数ボルト以上高い電圧を印加するためのチヤージ
ポンプ404と、ブリツジ回路を駆動するドライバ55およ
びモータ電流検出用シヤントにより構成している。ドラ
イバ55はトランジスタ406,408,410,412と抵抗器418,42
0,426,428から成り、抵抗器414,416,422,424を介してI/
O13に接続されている。なお太線402で示したラインには
数アンペア以上の大電流が流れる。符号13A,13Bの部分
に第6図に示すような信号がI/O13から出力されると、F
ET51がON,FET54がON/OFFしてモータ4aはPWM制御され
る。
モータ4aの制御方法の詳細については特願昭61−1988
91号に述べてある。
第7図はプーリ位置センサ21の特性を表わす線図であ
る。(a)において、横軸はプーリ位置で縦軸はセンサ
出力、すなわち変速比を表わす。変速比の小さい位置PH
から変速比の大きい位置PLの方向に変位した場合とその
逆方向に変位したときのV値はヒステリシスをもつてい
る。これをA部分について拡大して(b)に示す。位置
P1,P2,P3,P4,P1と変位させると図示のようになる。
本発明によるヒステリシス補正の方法は、P1とP2の間
またはP3はP4の間にあるときには出力信号がV1,V2と一
定値となつて変化しない。この部分についてはプーリ回
転数比から求めた変速比を用いる。P2とP3の間、すなわ
ち、変速比が増加する方向に変化しているときは出力値
にヒステリシス値の半値を加え、P4からP1への変速比減
少領域では出力値から前記半値を差引くようにしたもの
である。
第8図は制御の大まかな流れを示すものである。この
流れは20ms程度の同期のタイマ割込みにより繰返し実行
される。ステツプ802で第1図または第2図に示した各
種センサまたはスイツチの信号を読込み、ステツプ804
で入力データの補正を行う。この部分は第9図により後
述する。ステツプ806では入力データによる車両状態や
運転状態に基づいて制御目標値を演算設定し、ステツプ
808では制御量を演算し出力する。前記目標値には変速
比,電磁クラツチ2の電流などを含み、前記制御量には
モータ,電磁クラツチの通流率が含まれている。
さて、第9図により本発明のプーリ位置センサの補正
方法を説明する。記号MCFLGはプーリ位置の変化方向を
示すフラグであり、MCFLG=0は変速比増加方向を示
し、MCFLG=1は変速比減少方向を示す。ステツプ902で
MCFLG=0ならばステツプ916に進み、MCFLG=1ならば
ステツプ904に進む。今、MCFLG=1でステツプ904に進
んだ場合、L側ON、すなわち、変速比増加方向に制御さ
れたときにはステツプ906に進むがそうでない場合はス
テツプ924に進む。ステツプ906にて、前回のV値VPOが
現在のV値VPNに等しいときにはステツプ928に進むが、
これは第7図(b)のP1→P2間に当る。ここでVHYを前
記ヒステリシス半値とし、VPUをプーリ回転数比に基づ
くV相当値とする。ステツプ928,930ではVPUがヒステリ
シス値の範囲内にあるかどうかを判定している。ベルト
すべりが生じていないときにはこの範囲にあるからステ
ツプ932でV=VPUとし、ステツプ934でPUFLG=0、すな
わち、ベルトすべりなしとしておわる。ステツプ928又
は930にてVPUがヒステリシス範囲外にあるとき、すなわ
ち、ベルトすべりが生じているときにはPUFLG=1とし
ておわる。
ステツプ906でVPO≠VPNのとき、これは第7図(b)
のP1〜P2からP2〜P3に移つたときを示すが、ステツプ90
8に進む。ここにおいてVPO<VPNでないと云うことは通
常は起らないが、測定誤差によつて起る場合があり得る
ことを考慮し、そのような場合にはステツプ924に進む
ことにしている。しかし多くの場合VPO<VPNとなり、ス
テツプ910に進みMCFLG=0とし、ステツプ912でVPOを更
新し、ステツプ914でV値をVPN+VHYとしておわる。
MCFLG=0の場合、ステツ916でH側ON、すなわち、変
速比減少方向に制御されたときにはステツプ918に進む
が、そうでない場合はステツプ912に進む。ステツプ918
でVPO=VPNならステツプ928に進む、これは第7図
(b)のP3→P4間に当る。ステツプ918でVPO≠VPNのと
きこれは第7図(b)でP3〜P4からP4〜P1に移つたとき
を示すが、ステツプ920に進む。ステツプ908の場合と同
様に、ステツプ920にてVPO>VPNの場合にはステツプ912
に進むことにしている。多くの場合、VPO>VPNとなり、
ステツプ922にてMCFLG=1とし、ステツプ924にてVPOを
更新し、ステツプ926にてV=VPN−VHYとしておわる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、変速比の測定センサとしてプーリ位
置センサを用いているので、ベルトすべりを生じても連
続性が保たれるので安定した制御を行うことができる。
また、プーリ位置センサのヒステリシスを補正したの
で高精度な制御を確保できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の無段階変速機の制御システム
の構成図、第2図は制御部のブロツク図、第3図は電磁
クラツチの駆動回路図、第4図は第3図の信号波形図、
第5図はモータの駆動回路図、第6図は第5図の信号波
形図、第7図はセンサの特性図、第8図及び第9図は制
御の流れ図である。 1……エンジン、2……電磁クラツチ、4……無段階変
速機、4a……モータ、21……プーリ位置センサ。
フロントページの続き (72)発明者 堀内 道正 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番 地3 日立オートモテイブエンジニアリ ング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−166119(JP,A) 実開 昭63−161037(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駆動軸に設けた入力軸プーリと被駆動軸に
    設けた出力軸プーリと、両プーリ間に捲掛されたベルト
    とを有する無段階変速機を有し、前記両プーリの溝幅を
    変えることにより変速比を無段階に制御するシステムで
    あつて、前記プーリのいずれか一方のプーリの軸方向へ
    の移動位置を検出し、その移動量を制御するものにおい
    て、前記プーリ位置検出値のヒステリシス特性を補正す
    るようにしたことを特徴とする自動車用無段階変速機の
    制御システム。
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TWI487859B (zh) * 2012-09-28 2015-06-11 Loong Chiang Hu Speed ​​Control and Automatic Control System of Stepless Speed ​​Regulator

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