JP2696583B2 - Ｖベルト型無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、Ｖベルト型無段変速機を構成する直流サ
ーボモータの駆動電流を適正制御するようにしたＶベル
ト型無段変速機の制御装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、Ｖベルト型無段変速機として第７図に示すもの
がある。

図において、エンジンにより駆動されるドライブシャ
フト１の軸上には、円錐面2aを有するドライブ固定プー
リー２が固設されている。

このドライブ固定プーリー２の円錐面2aと同様な円錐
面4aを有するドライブ可動プーリー４が、ドライブシャ
フト１上に前記ドライブ固定プーリー２と対向してドラ
イブシャフト１の軸方向に移動可能に設けられている。

この一対のドライブ固定プーリー２とドライブ可動プ
ーリー４の各円錐面2a及び4aにてＶ溝P₁が形成されてお
り、このＶ溝P₁にはＶベルト３が掛装されている。

ドライブ可動プーリー４の円錐面4aの裏側には、ドラ
イブシャフト１上に形成されたスプライン1aに嵌着され
たカムフォロアー５がドライブシャフト１上に固設さ
れ、このカムフォロワー５の先端部はドライブ可動プー
リー４に形成された溝部4b内に嵌挿されており、ドライ
ブシャフト１の回転力はカムフォロアー５を介しドライ
ブ可動プーリー４に伝えられる。

又、ドライブ可動プーリー４はその溝部4bを介しカム
フォロアー５にガイドされてドライブシャフト１の軸方
向に移動することができる。

このドライブ可動プーリー４の円錐面4aの反対側であ
ってドライブシャフト１の外周上にはベアリング６が嵌
着されており、このベアリング６はドライブシャフト１
の軸端にワッシャ７及びナット８を介し固設されたもの
である。

このベアリング６の外周には筒状のスライダーシャフ
ト９が外嵌されており、このスライダーシャフト９はス
トッパープレート10によりケース側に固定されている。

このスライダーシャフト９の外周面には雄ネジが形成
されており、このスライダーシャフト９の雄ネジに螺合
する雌ネジを内周面に有するスライダーギア11がスライ
ダーシャフト９上に螺合されている。

このスライダーギア11は前記ドライブ可動プーリー４
の円錐面4aの反対側と対向状に立設されたものであり、
ドライブ可動プーリー４とはスライダーベアリング12を
介して接続されている。

このスライダーギア11の外周には歯部が形成されてお
り、ケース側に回動可能に設けられたアイドラシャフト
13上のアイドラギア14と歯合されている。さらにこのア
イドラギア14にはドライブギア15が歯合されており、ド
ライブギア15は直流サーボモータ16により回転される構
造となっている。

一方、前記ドライブシャフト１と平行状に設けられた
ドリブンシャフト17には、その図示左側先端部外周に形
成されたスプライン17a上にサイドカバー18がワッシャ1
9及びナット20を介し固設されている。

このサイドカバー18の外周部には直角方向に筒状のア
ダプター21の端部がボルトにより固設されている。この
アダプター21の他端部はドリブン固定プーリー22の円錐
面22aと反対面にボルトにより固設されている。

このドリブン固定プーリー22に対向して、同様な円錐
面23aを有するドリブン可動プーリー23がドリブンシャ
フト17上にオイルシール24を介し移動可能に設けられて
おり、ドリブン固定プーリー22の円錐面22aとドリブン
可動プーリー23の円錐面23aとによりＶ溝P₂が形成され
ている。

このＶ溝P₂には前記Ｖベルト３が掛装されている。

さらに、ドリブン可動プーリー23の図示左端部の外周
にはプレート25が固設されており、このプレート25と前
記ドリブン固定プーリー22の円錐面22aの反対側面間に
はスプリング26がその両端部を固定状に介装されてい
る。

このように構成されたＶベルト型無段変速機において
は、エンジンが回転されることによりドライブシャフト
１が回転され、その回転トルクは固定状のドライブ固定
プーリー２、及びドライブシャフト１に固定されたカム
フォロアー５を介してドライブ可動プーリー４に伝えら
れ、Ｖベルト３を介し出力側のドリブン固定プーリー22
及びドリブン可動プーリー23に伝えられる。

次に、このＶベルト型無段変速機の変速時には、直流
サーボモータ16を駆動することにより、ドライブギア15
及びアイドラギア14を介し直流サーボモータ16の駆動力
が減速されてスライダーギア11に伝えられる。

スライダーギア11の回転により、スライダーギア11は
スライダーシャフト９の雄ネジに沿ってスライダーシャ
フト９上を図示右方向に螺進される。

スライダーギア11が図示右方向にネジを介して移動す
ることにより、スライダーベアリング12を介しドライブ
可動プーリー４が図示右方向に押圧され、Ｖ溝P₁のプー
リーピッチ径が狭まり、Ｖベルト３は上方に移動され
る。この時、出力側ではこれに追従してスプリング26の
作用によりＶ溝P₂が拡開され、Ｖ溝P₂のＶベルト３が上
方に移動する。そのため出力側は高速回転となる。

一方、直流サーボモータ16が逆回転される時には、ド
ライブギア15及びアイドラギア14を介しスライダーギア
11が逆方向に回転され、スライダーギア11はスライダー
シャフト９上を図示左方向に螺進する。そのため、スラ
イダーギア11のドライブ可動プーリー４に対する押圧力
が解除され、Ｖベルト３は出力側のスプリング26の作用
を受けてドライブ可動プーリー４を図示左方向に移動さ
せる。そのため、Ｖ溝P₁のピッチ径が拡開され、Ｖベル
ト３は下方に移動する。そのため出力側は低速回転とな
る。

（発明が解決しようとする課題） 前記従来例にあっては、図示しない制御装置によっ
て、前記直流サーボモータ16の駆動制御が行なわれてい
るが、この制御は、車速やスロットルバルブ開度等の運
転状態パラメータに基づいて適正な目標変速比を算出
し、この目標変速比を達成するのに必要な直流サーボモ
ータ16の駆動電流を決定して、直流サーボモータ16に当
該決定した駆動電流を供給するものであった。そして、
駆動電流の決定は、直流サーボモータの常温時のトルク
特性に基づいて行なうものであった。

このため、従来例にあっては、連続して長時間走行し
た場合に、直流サーボモータの温度が上昇し、トルク特
性が変化するにも拘らず、常温時のトルク特性に基づい
て駆動電流が決定されることとなり、トルク不足となる
ことがあり、変速性能の低下を招くことがあった。

又、例えば、より制御精度を向上させるために、実際
の変速比を検出してフィードバック制御を行なおうとし
た場合、前記ドライブ固定プーリー２とドリブン固定プ
ーリー22の回転数を回転数センサにより検出すること
が、通常行なわれる方法である。前記回転数センサは、
一般に、パルスゼネレータ型のものであり、回転数に比
例した周波数のパルス信号が出力されるものである。そ
して、このパルス信号を、周波数／電圧変換回路を用い
て、周波数に比例する電圧信号に変換して制御回路に入
力する。

しかし、前記パルスゼネレータを、変速比検出器に使
用する場合は、周波数／電圧変換回路が必要であり、部
品点数が増加してコストアップを招くことになる。

（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するために、本発明は、変速比を変化
させるための直流サーボモータを具備するＶベルト型無
段変速機に設けられる制御装置であって、自動車の運転
状態に基づいて、適正な目標変速比を算出する目標変速
比演算手段と、前記無段変速機の実際の変速比を検出す
る実変速比検出手段と、該実変速比検出手段により検出
される実際の変速比と前記目標変速比とを比較する比較
手段と、該比較手段による比較結果に基づいて、前記実
際の変速比が目標変速比に一致するように、前記直流サ
ーボモータの駆動電流を制御する電流制御手段とを具備
するとともに、前記実変速比検出手段を構成するセンサ
は、変速機に固定されたボックスに出没可能に設けられ
先端が前記駆動プーリー側若しくは従動プーリー側の可
動プーリーの周縁側面に当接する作動子と、該作動子の
出没動に伴ってボックス内で移動する下端に一対のブラ
シを備えたブラシホルダと、前記各ブラシがそれぞれ接
触するようにボックスの内底面に非接触に併設された抵
抗体帯と導体帯とを備えて構成され、前記抵抗体帯は、
センサの出力電圧が実際の変速比に正比例する特性とな
るように曲線的に拡開する形状に形成されていることを
特徴とするものである。

（作用） 本発明は、前記構成により、直流サーボモータの駆動
電流を制御して、実際の変速比が目標変速比に一致する
ように直流サーボモータを制御することによって、直流
サーボモータのトルク特性の変化を補償することができ
る。又、実変速比検出手段を構成するセンサは、その出
力電圧が実変速比に正比例する特性であり、出力電圧レ
ベルをそのままA/D変換して実変速比データとして使用
できるため、制御装置において複雑な演算処理を行なう
必要がなくなり、制御プログラムが簡素化でき、かつ制
御処理時間が短縮でき、高精度な制御も可能となる。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例の構成を示す図であり、
同図に示すＶベルト型無段変速機は、前記第７図に示し
た従来例と同一であるため、その説明は省略する。

本実施例における制御装置30は、マイクロコンピュー
タを用いた電子制御装置であり、CPU、半導体メモリ、
入出力回路等を具備するものである。この制御回路30に
は、自動車の運転状態パラメータを検出するセンサ32
と、ドライブ可動プーリー４の移動量を検出するセンサ
35と、ドリブン可動プーリー23の移動量を検出するセン
サ36の各検出信号が入力されている。

このセンサ32は、具体的には、車速を検出する車速セ
ンサ、アクセルペダルの踏込みがあった時にはオンとな
るアクセルスイッチ、スロットルバルブ開度を検出する
スト流センサ、エンジン回転数を検出するエンジン回転
数センサ等である。

又、本実施例におけるセンサ35とセンサ36は、変速機
のハウジング（図示略）に固定されたボックス35a,36a
と、このボックス35a,36aに出没可能に設けられ、先端
がドライブ可動プーリー４若しくはドブリン可動プーリ
ー23の周縁側面に当接する作動子35b,36bを具備してい
る。

第３図は、センサ35,36の内部構造を一部省略して示
す斜視図であり、第４図はその断面図である。

第４図に示すように、作動子35b,36bは、ボックス35
a,36aの一側面に支持孔51により水平移動可能に支持さ
れている。この作動子35b,36bのボックス内の端部に
は、絶縁体製のプレート52が水平に支持されており、こ
のプレート52の前辺（図中右方を前方とする）には、先
端が下方に屈曲したＵ字状の導体からなるブラシホルダ
53が固定されている。ブラシホルダ53の下端には、金属
細線の束で構成されたブラシ54,55が取り付けられてい
る。ボックス35a,36aの内底面には、絶縁板58が敷設さ
れており、この絶縁板58上に、作動子35b,36bの挿入方
向に伸びる抵抗体帯59及び、この抵抗体帯59に非接触に
併設された導体帯60が固着されている。そして、一方の
ブラシ54が抵抗体帯59上に接触しており、他方のブラシ
55が導体帯60上に接触している。さらに、抵抗体帯59の
前端及び導体帯60の前端には、それぞれ出力端子61,62
が接続されており、これらの出力端子61,62は、前記制
御装置30のセンサ入力端子に接続されている。

前記プレート52は、その両前端とボックス35a,35a前
内面との間に架設された２本のスプリング56,57によ
り、前方に付勢されている。これにより、作動子35b,36
bの先端は、それぞれドライブ可動プーリー４若しくは
ドリブン可動プーリー23の側面に常時接触するように付
勢される。従って、ドライブ可動プーリー４若しくはド
リブン可動プーリー23が、その軸方向に移動すれば、作
動子35b,36bは、それに伴って移動するため、ブラシ54,
55の位置が移動する。ブラシ54,55が移動すると、抵抗
体帯59のブラシ54と出力端子61間の抵抗値が変化するた
め、出力端子61,62間の出力電圧が変化する。

第５図は、前記抵抗体帯59と導体帯60とブラシホルダ
53等を取り出して示した斜視図であり、同図に示すよう
に、抵抗体帯59の形状は、出力端子61の接続端から後方
（図中左方を後方とする）へ向かって曲線的に拡開する
形状に構成されている。このため、ブラシ54から出力端
子61の接続端までのストロークに対する出力電圧の変化
特性は、第６図中の実線Ａで示すような曲線状の特性と
なる。この特性Ａは、実際の変速比と出力電圧とが正比
例するような特性となるものであり、抵抗体帯59の形状
は、このような特性を呈するように設定されている。こ
れは、可動プーリー4,23の移動量と変速比とが正比例関
係ではないことに起因している。従って、例えば、第５
図中の想像線で示すような両側辺が始終平行な抵抗体帯
63を用いた場合には、第７図中の想像線Ｂで示すような
ストロークと出力電圧が正比例する特性となる。これで
は、ストロークの変化（即ち、可動プーリー4,23の移動
量）とセンサ35,36の出力電圧とが正比例関係にはなら
ず、制御装置30において、何らかの演算を施してストロ
ーク変化量から実変速比を求める必要があり、複雑な関
数計算を要することになる。

これに対し、前記のように、センサ35,36の出力電圧
が実変速比に正比例する特性であれば、出力電圧レベル
をそのままA/D変換して実変速比データとして使用でき
るため、制御装置30において複雑な演算処理を行なう必
要がなくなる。これにより、制御プログラムが簡素化で
き、かつ制御処理時間が短縮でき、高精度な制御も可能
となる。又、センサ35,36の構成も比較的単純なポテン
ショメータ型であるため、その製造コストも安価であ
る。

又、前記制御装置30からは、直流サーボモータ16への
駆動電流の供給及び駆動電流の正負の切り替え、駆動電
流値の変更を行なう電流制御回路31に、駆動電流の製御
信号を出力する。

第２図は、前記制御装置30において実行される制御の
うち、本発明に係る制御の内容を示すフローチャートで
ある。以下、このフローチャートに従って、本実施例の
動作を説明する。

ステップ41は前記センサ32の検出信号に基づいて、自
動車の運転状態を判別する。そして、ステップ42で、そ
の時点での運転状態に対応する変速比（以下、目標変速
比とする）を算出する。この目標変速比は、予めメモリ
に格納された変速特性のデータテーブルに基づいて計算
する。次にステップ43で、前記目標変速比を得るために
必要な直流サーボモータ16の駆動電流値を決定する。こ
の駆動電流値の決定は、目標変速比をパラメータとする
関数の演算、若しくはデータテーブルのルックアップに
より行なう。この時、使用される直流サーボモータ16の
トルク特性は、常温時のもの（これは、他の特定の温度
の時まものであっても良い）を用いる。

そして、次のステップ44で、前記決定した駆動電流値
信号を電流制御回路31へ出力する。これにより、電流制
御回路31は、入力された駆動電流値信号に基づいて、当
該駆動電流値により指示された電流値及び供給時間に従
って駆動電流を形成して直流サーボモータ16へ供給す
る。これにより、直流サーボモータ16は、供給された電
流値に対応する大きさのトルクを発生して、駆動電流が
供給される時間だけ回転する。このように直流サーボモ
ータ16が回転することにより、前述のようにドライブ可
動プーリー４がスライドして変速比が変化する。

次に、ステップ45で、実際の変速比（以下、実変速比
とする）を検出する。この実変速比の検出は、センサ35
で検出されたドライブ可動プーリー４の移動量とセンサ
36で検出されたドリブン可動プーリー23の移動量の比よ
り回転数比を計算して求める。

そして、次のステップ46で、目標変速比と実変速比を
比較して、両者が一致しているか否かを判別する。ここ
で、両者が不一致であれば、次のステップ47で駆動電流
値を修正する信号を出力する。この駆動電流値の修正信
号は、直流サーボモータ16を微少量回転させることを指
示する信号であり、目標変速比よりも実変速比が小さい
時と大きい時では、駆動電流の正負を逆にするように指
示するものである。従って、直流サーボモータ16が、微
少量回転する毎に、実変速比は少しずつ変化する。

そして、実変速比に一致するまでステップ45〜47の処
理が繰り返され、両者が一致した時にステップ41に戻
る。

このような制御により、自動車が長時間走行を行なっ
た時のように、直流サーボモータ16の温度が上昇して、
トルク特性が変動しても、常に目標変速比に実変速比が
一致するように変速比が修正されるため、変速性能が向
上する。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明は、Ｖベルト型無
段変速機の変速比を変化させるための直流サーボモータ
の駆動電流を制御して、実際の変速比が目標変速比に一
致するように直流サーボモータを制御することによっ
て、温度変化による直流サーボモータのトルク特性の変
化を補償することができる、これにより変速性能を向上
させることができる。又、実変速比検出手段を構成する
センサは、その出力電圧が実変速比に正比例する特性で
あり、出力電圧レベルをそのままA/D変換して実変速比
データとして使用できるため、制御装置において複雑な
演算処理を行なう必要がなくなり、制御プログラムが簡
素化でき、かつ制御処理時間が短縮でき、高精度な制御
も可能となる。又、センサの構成は単純な型であるた
め、その製造コストも安価で、従来のパルスゼネレータ
を使用した場合のように部品点数が増加してコストアッ
プを招くことがない。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の構成をＶベルト型無段変速
機と共に示す図、第２図は制御装置において実行される
制御のうちの本発明に係る制御の内容を示すフローチャ
ート、第３図は第１図中のセンサの構造を一部省略して
示す斜視図、第４図は同断面図、第５図は同センサの抵
抗体帯部分を取り出して示す斜視図、第６図は同センサ
の出力特性図、第７図は従来のＶベルト型無段変速機の
構成図である。 １……ドライブシャフト ２……ドライブ固定プーリー ３……Ｖベルト ４……ドライブ可動プーりー ９……スライダーシャフト 11……スライダーギア 16……直流サーボモータ 17……ドリブンシャフト 22……ドリブン固定プーリー 23……ドリブン可動プーリー 30……制御装置、31……電流制御回路 35……センサ 36……センサ 35b,36b……作動子 54,55……ブラシ 59……抵抗体帯、60……導体帯

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円錐状の面を有しドライブシャフトに固定
   された固定プーリーと、該固定プーリーと同様の円錐状
   の面を有し固定プーリーとの間にＶ溝を形成してドライ
   ブシャフトの軸線方向に移動可能に取り付けられ、移動
   手段により固定プーリーと隣接する方向に移動させられ
   る可動プーリーからなる駆動プーリーと、 円錐状の面を有しドリブンシャフトに固定された固定プ
   ーリーと、該固定プーリーと同様の円錐状の面を有し固
   定プーリーとの間にＶ溝を形成してドリブンシャフトの
   軸線方向に移動可能に取り付けられ、移動手段により固
   定プーリーと離接する方向に移動させられる可動プーリ
   ーからなる従動プーリーと、 この従動プーリー及び前記駆動プーリーの各Ｖ溝に巻掛
   けられるＶベルトとを有し、ドライブシャフトの回転を
   ドリブンシャフトに無段階に変速して伝達するととも
   に、 前記駆動プーリー側若しくは従動プーリー側の可動プー
   リーの移動手段として、直流サーボモータの回転により
   可動プーリーを軸方向に移動させるスライダーギアを備
   えるＶベルト型無段変速機の制御装置において、 自動車の運転状態に基づいて、適正な目標変速比を算出
   する目標変速比演算手段と、 前記無段変速機の実際の変速比を検出する実変速比検出
   手段と、 該実変速比検出手段により検出される実際の変速比と前
   記目標変速比とを比較する比較手段と、 該比較手段による比較結果に基づいて、前記実際の変速
   比が目標変速比に一致するように、前記直流サーボモー
   タの駆動電流を制御する電流制御手段とを具備するとと
   もに、 前記実変速比検出手段を構成するセンサは、変速機に固
   定されたボックスに出没可能に設けられ先端が前記駆動
   プーリー側若しくは従動プーリー側の可動プーリーの周
   縁側面に当接する作動子と、該作動子の出没動に伴って
   ボックス内で移動する下端に一対のブラシを備えたブラ
   シホルダと、前記各ブラシがそれぞれ接触するようにボ
   ックスの内底面に非接触に併設された抵抗体帯と導体帯
   とを備えて構成され、前記抵抗体帯は、センサの出力電
   圧が実際の変速比に正比例する特性となるように曲線的
   に拡開する形状に形成されていることを特徴とするＶベ
   ルト型無段変速機の制御装置。