JP3319805B2 - 自動車駆動系の制御方法及びその装置 - Google Patents
自動車駆動系の制御方法及びその装置Info
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- JP3319805B2 JP3319805B2 JP07978093A JP7978093A JP3319805B2 JP 3319805 B2 JP3319805 B2 JP 3319805B2 JP 07978093 A JP07978093 A JP 07978093A JP 7978093 A JP7978093 A JP 7978093A JP 3319805 B2 JP3319805 B2 JP 3319805B2
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車駆動系の制御方法
及びその装置に係り、特に、原動機として内燃機関，電
動機，スターリングエンジン等を用い変速機としてトラ
クション力（摩擦伝導力）を利用する変速機を用いた自
動車駆動系に好適な制御方法及びその装置に関する。
及びその装置に係り、特に、原動機として内燃機関，電
動機，スターリングエンジン等を用い変速機としてトラ
クション力（摩擦伝導力）を利用する変速機を用いた自
動車駆動系に好適な制御方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】トラクション変速機の自動車への適用
は、Ｔ型フォードの時代から提案されている（米国特許
Ｎo.197472，Ｎov.27，1877）。このトラクション変速
機は、例えば特開昭６２−１６７９６６号公報に記載さ
れているように、原動機出力軸と駆動輪車軸側との間に
設けられ、回転接触部の摩擦伝導力を利用して、原動機
出力軸の回転トルクを車軸側に無段変速して伝達するよ
うになっている。
は、Ｔ型フォードの時代から提案されている（米国特許
Ｎo.197472，Ｎov.27，1877）。このトラクション変速
機は、例えば特開昭６２−１６７９６６号公報に記載さ
れているように、原動機出力軸と駆動輪車軸側との間に
設けられ、回転接触部の摩擦伝導力を利用して、原動機
出力軸の回転トルクを車軸側に無段変速して伝達するよ
うになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】トラクション変速機の
前記回転接触部は点接触に近く、伝達効率を高めるため
に、接触面内の圧力を高くする必要がある。しかし、圧
力を高めると回転接触部の摩耗の進みが速くなり、寿命
が短くなってしまうという問題がある。回転接触部の寿
命は、加えられる圧力の３乗に反比例してしまうので、
この圧力をできるだけ低減し寿命を伸ばさないと、実機
に適用することができない。
前記回転接触部は点接触に近く、伝達効率を高めるため
に、接触面内の圧力を高くする必要がある。しかし、圧
力を高めると回転接触部の摩耗の進みが速くなり、寿命
が短くなってしまうという問題がある。回転接触部の寿
命は、加えられる圧力の３乗に反比例してしまうので、
この圧力をできるだけ低減し寿命を伸ばさないと、実機
に適用することができない。
【０００４】また、従来広く用いられている流体トルク
コンバータ付き変速機では、トルクが大きいときのすべ
りが大きく、原動機（内燃機関，電動機）の回転数を低
下させることができず、摩擦損失が大きいという問題が
ある。
コンバータ付き変速機では、トルクが大きいときのすべ
りが大きく、原動機（内燃機関，電動機）の回転数を低
下させることができず、摩擦損失が大きいという問題が
ある。
【０００５】 本発明の目的は、トラクション変速機の寿
命を延ばししかも伝達効率を高めることのできる自動車
駆動系の制御方法及びその装置を提供することにある。
命を延ばししかも伝達効率を高めることのできる自動車
駆動系の制御方法及びその装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、トラクショ
ン変速機に、入出力軸間の回転数比を可変するローラ
と、このローラを滑動自在に狭持する摩擦接触面を設け
た入力側回転体及び出力側回転体と、その入力側回転体
に備えた永久磁石と、入力側回転体の略軸方向で且つ永
久磁石に対向して配設した電磁石とを設ける。
ン変速機に、入出力軸間の回転数比を可変するローラ
と、このローラを滑動自在に狭持する摩擦接触面を設け
た入力側回転体及び出力側回転体と、その入力側回転体
に備えた永久磁石と、入力側回転体の略軸方向で且つ永
久磁石に対向して配設した電磁石とを設ける。
【０００７】 そして、入力側回転体を電磁石への通電に
よって当該電磁石と永久磁石との隙間を制御して従動
し、摩擦接触面とローラとの間の荷重を制御すること
で、達成される。
よって当該電磁石と永久磁石との隙間を制御して従動
し、摩擦接触面とローラとの間の荷重を制御すること
で、達成される。
【０００８】 また更に、原動機に設けた変動検出手段か
ら当該原動機の出力トルクの変動を検出し、このトルク
変動が所定の限界値以上になったときに、原動機の燃料
噴射量，燃料噴射時期及びスロットルバルブ開度をアク
ティブに制御して空燃比を小さくし、トラクション変速
機の入力軸のトルク変動を抑制することで、達成され
る。
ら当該原動機の出力トルクの変動を検出し、このトルク
変動が所定の限界値以上になったときに、原動機の燃料
噴射量，燃料噴射時期及びスロットルバルブ開度をアク
ティブに制御して空燃比を小さくし、トラクション変速
機の入力軸のトルク変動を抑制することで、達成され
る。
【０００９】
【作用】電磁石に通電することで当該電磁石と入力側回
転体に備えた永久磁石との隙間を制御して入力側回転体
を従動させる。このように入力側回転体を従動させるこ
とによって、その摩擦接触面とローラとの間の荷重を制
御し、駆動系のトルク変動を抑制する。
転体に備えた永久磁石との隙間を制御して入力側回転体
を従動させる。このように入力側回転体を従動させるこ
とによって、その摩擦接触面とローラとの間の荷重を制
御し、駆動系のトルク変動を抑制する。
【００１０】 更に、原動機のトルク変動が所定の限界値
以上になったときに、原動機の燃料噴射量，燃料噴射時
期及びスロットルバルブ開度をアクティブに制御して空
燃比を小さくし、原動機の出力を加減して原動機のトル
ク変動を抑制することによって、駆動系のトルク変動を
抑制する。
以上になったときに、原動機の燃料噴射量，燃料噴射時
期及びスロットルバルブ開度をアクティブに制御して空
燃比を小さくし、原動機の出力を加減して原動機のトル
ク変動を抑制することによって、駆動系のトルク変動を
抑制する。
【００１１】
【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。図１は、本発明の一実施例に係る自動車駆動系
の構成図である。本実施例では、エンジン１、トラクシ
ョン方式変速機２、正逆回転切換装置３が直列に配置さ
れる。エンジン１の吸気系には、スロットルバルブ４、
スロットルバルブアクチュエータ５、エアクリーナ６が
取付けられる。一方、燃料タンク７の燃料は、ポンプ
８、圧力レギュレータ９を通り、燃料噴射弁10を介し
て、エンジン１に供給される。燃料噴射弁10は、アクチ
ュエータ11によって間欠的に駆動される。エンジン１の
排気系には、Ａ／Ｆセンサ33、ＮＯx還元触媒34が設け
られる。また、エンジン１には、エンジントルクの変動
センサ（変動検出手段）35が設けられる。
明する。図１は、本発明の一実施例に係る自動車駆動系
の構成図である。本実施例では、エンジン１、トラクシ
ョン方式変速機２、正逆回転切換装置３が直列に配置さ
れる。エンジン１の吸気系には、スロットルバルブ４、
スロットルバルブアクチュエータ５、エアクリーナ６が
取付けられる。一方、燃料タンク７の燃料は、ポンプ
８、圧力レギュレータ９を通り、燃料噴射弁10を介し
て、エンジン１に供給される。燃料噴射弁10は、アクチ
ュエータ11によって間欠的に駆動される。エンジン１の
排気系には、Ａ／Ｆセンサ33、ＮＯx還元触媒34が設け
られる。また、エンジン１には、エンジントルクの変動
センサ（変動検出手段）35が設けられる。
【００１２】変速機２は、入力レース（入力側回転体）
12、ローラ13、出力レース（出力側回転体）14から構成
され、ローラ13はアクチュエータ15によってその回転軸
の傾きを変え、出力レース14の速度と入力レース12の速
度の比を連続的に変えることができる。つまり、入力レ
ース１２がエンジン駆動軸の回転に伴って回転すると、
ローラ13がその回転軸を中心に回転し、出力レース14が
これに伴って回転する。センサ16，17は、それぞれ入力
レース12，出力レース14の回転速度を測定する。
12、ローラ13、出力レース（出力側回転体）14から構成
され、ローラ13はアクチュエータ15によってその回転軸
の傾きを変え、出力レース14の速度と入力レース12の速
度の比を連続的に変えることができる。つまり、入力レ
ース１２がエンジン駆動軸の回転に伴って回転すると、
ローラ13がその回転軸を中心に回転し、出力レース14が
これに伴って回転する。センサ16，17は、それぞれ入力
レース12，出力レース14の回転速度を測定する。
【００１３】正逆回転切換装置３は、リングギア18、プ
ラネタリギア19、サンギア20、クラッチ21、クラッチ2
2、アクチュエータ23，24から構成される。アクチュエ
ータ23を駆動してクラッチ21をつなぐと出力軸25が正転
し、アクチュエータ24を駆動しクラッチ22を固定すると
出力軸25が逆転する。マイクロプロセッサ内蔵のコント
ローラ26は、Ａ／Ｆセンサ33、トルク変動センサ35、回
転速度センサ16，17の検出信号を取り込み、また、アク
セルペダル27の踏込み量を取り込み、最適なエンジント
ルクや速度比を、あらかじめコントローラ26に記憶され
ているデータを基に定め、アクチュエータ11を制御して
エンジン１に入る燃料量を加減してエンジントルクを最
適にし、アクチュエータ15を制御して速度比を最適にす
ると共に、アクチュエータ５，23，24を制御する。
ラネタリギア19、サンギア20、クラッチ21、クラッチ2
2、アクチュエータ23，24から構成される。アクチュエ
ータ23を駆動してクラッチ21をつなぐと出力軸25が正転
し、アクチュエータ24を駆動しクラッチ22を固定すると
出力軸25が逆転する。マイクロプロセッサ内蔵のコント
ローラ26は、Ａ／Ｆセンサ33、トルク変動センサ35、回
転速度センサ16，17の検出信号を取り込み、また、アク
セルペダル27の踏込み量を取り込み、最適なエンジント
ルクや速度比を、あらかじめコントローラ26に記憶され
ているデータを基に定め、アクチュエータ11を制御して
エンジン１に入る燃料量を加減してエンジントルクを最
適にし、アクチュエータ15を制御して速度比を最適にす
ると共に、アクチュエータ５，23，24を制御する。
【００１４】変速機２の出力回転数／入力回転数を回転
比とする。この回転比を小さくすると、相対的にエンジ
ンの回転数が高まり、出力トルクが増大する。回転比が
大きくなると、エンジンの回転数が小さくなる。
比とする。この回転比を小さくすると、相対的にエンジ
ンの回転数が高まり、出力トルクが増大する。回転比が
大きくなると、エンジンの回転数が小さくなる。
【００１５】入力レース12、ローラ13、出力レース14の
寿命は、法線荷重の３乗に反比例する。したがって、法
線荷重は、エンジンの発生トルクを伝達するぎりぎりの
値に設定される。法線荷重は、ボール29をみぞに内蔵し
た自動調圧カム28によって得られる。
寿命は、法線荷重の３乗に反比例する。したがって、法
線荷重は、エンジンの発生トルクを伝達するぎりぎりの
値に設定される。法線荷重は、ボール29をみぞに内蔵し
た自動調圧カム28によって得られる。
【００１６】入力トルクが変速機２の伝達トルク以上に
なると、ローラ13とレース12，14との間のすべりが増大
する。すべりが増大すると、潤滑油が非ニュートン流体
となり、図２に示すごとく、温度上昇，潤滑油の粘度低
下，潤滑油膜の膜厚減少を招き、摩擦仕事が増加し、こ
れにより、さらに温度が上昇し、焼付きに至る。
なると、ローラ13とレース12，14との間のすべりが増大
する。すべりが増大すると、潤滑油が非ニュートン流体
となり、図２に示すごとく、温度上昇，潤滑油の粘度低
下，潤滑油膜の膜厚減少を招き、摩擦仕事が増加し、こ
れにより、さらに温度が上昇し、焼付きに至る。
【００１７】これを回避するため、回転速度センサ16で
レース12の入力回転数ｕ1を検出し、回転速度センサ17
でレース14の出力回転数ｕ2を検出し、コントローラ26
はこれらの値から
レース12の入力回転数ｕ1を検出し、回転速度センサ17
でレース14の出力回転数ｕ2を検出し、コントローラ26
はこれらの値から
【００１８】
【数１】すべり率Ｓ＝(ｕ1−ｕ2)／ｕ1 を算出する。
【００１９】コントローラ26は、このすべり率Ｓが制限
値例えば“0.02”を越えたとき、アクチュエータ11を制
御して燃料噴射弁10の燃料量を減じる又は燃料噴射時期
を変更するアクティブな制御を行ってエンジン１の出力
トルクを小さくし、すべり率Ｓを小さくする。これによ
り、レース12，14及びローラ13の焼付きが防止される。
値例えば“0.02”を越えたとき、アクチュエータ11を制
御して燃料噴射弁10の燃料量を減じる又は燃料噴射時期
を変更するアクティブな制御を行ってエンジン１の出力
トルクを小さくし、すべり率Ｓを小さくする。これによ
り、レース12，14及びローラ13の焼付きが防止される。
【００２０】この際、法線荷重を増すことによっても、
すべり率Ｓを小さくすることができる。油圧ピストン30
を駆動するアクチュエータ31をコントローラ26が制御し
て、レース12をレース14側に押し、法線荷重を増す。一
般的に伝達力Ｆは、トラクション係数をμ、法線荷重を
Ｐとすると、
すべり率Ｓを小さくすることができる。油圧ピストン30
を駆動するアクチュエータ31をコントローラ26が制御し
て、レース12をレース14側に押し、法線荷重を増す。一
般的に伝達力Ｆは、トラクション係数をμ、法線荷重を
Ｐとすると、
【００２１】
【数２】Ｆ＝μ・Ｐ で表わされる。
【００２２】この数２によると、μが同じとき、Ｐを増
すと伝達力Ｆが増す。トラクション係数μは、図３に示
すごとく、潤滑油の種類によって異なる。従って、同じ
伝達トルクに対し、μが小さい油のときは、法線荷重を
増す必要がある。
すと伝達力Ｆが増す。トラクション係数μは、図３に示
すごとく、潤滑油の種類によって異なる。従って、同じ
伝達トルクに対し、μが小さい油のときは、法線荷重を
増す必要がある。
【００２３】図４に、潤滑油の摩擦係数の変化を示す。
すべりが小さく、荷重が大きいときは、潤滑油膜は固体
膜のようになっており、駆動力の伝達に良好な境界潤滑
になる。これに対して、すべりが大きいと、潤滑油が非
ニュートン流体に変化して液体（流体）潤滑となり、伝
達トルクは低下してしまう。
すべりが小さく、荷重が大きいときは、潤滑油膜は固体
膜のようになっており、駆動力の伝達に良好な境界潤滑
になる。これに対して、すべりが大きいと、潤滑油が非
ニュートン流体に変化して液体（流体）潤滑となり、伝
達トルクは低下してしまう。
【００２４】図１において、スロットルバルブ４を急開
し、エンジン１のトルクをステップ的に変化させると、
エンジン１、出力軸25の慣性，弾性によって、駆動系の
トルクが変動する。このトルク変動を抑制するため、エ
ンジン１の出力をアクティブに制御する。具体的には、
前述した変動センサ35から検出したエンジン１のトルク
変動が所定値以上である場合に、コントローラ26がスロ
ットルバルブ４の開度、燃料噴射弁10の燃料量、あるい
は点火時期、燃料噴射時期等を変えてエンジン１の出力
を抑えるようにアクティブに制御する。これにより、駆
動系の共振が回避され、トルク変動が小さくなる。
し、エンジン１のトルクをステップ的に変化させると、
エンジン１、出力軸25の慣性，弾性によって、駆動系の
トルクが変動する。このトルク変動を抑制するため、エ
ンジン１の出力をアクティブに制御する。具体的には、
前述した変動センサ35から検出したエンジン１のトルク
変動が所定値以上である場合に、コントローラ26がスロ
ットルバルブ４の開度、燃料噴射弁10の燃料量、あるい
は点火時期、燃料噴射時期等を変えてエンジン１の出力
を抑えるようにアクティブに制御する。これにより、駆
動系の共振が回避され、トルク変動が小さくなる。
【００２５】駆動系の振動は、変位をｘとすると、次の
数３のようになる。
数３のようになる。
【００２６】
【数３】
【００２７】ここに、ｔ ：時間 ｍ ：可動 ｋ ：ばね定数 Ｆv：外力（エンジントルク） で表わされる。
【００２８】Ｆv＝Ｆvo−Ｆvcとし、Ｆvc＝λ・dx／dt
とすると、振動が減衰する。すなわち、駆動系の変位、
ねじれの値をベースに、エンジンの出力を補正すること
によって、トルク変動が抑えられる。
とすると、振動が減衰する。すなわち、駆動系の変位、
ねじれの値をベースに、エンジンの出力を補正すること
によって、トルク変動が抑えられる。
【００２９】原動機としてエンジン１のかわりに電動機
等を用いた場合にも、上述と同様に、本発明を適用する
ことができる。電動機の場合のトルク制御は、界磁電流
を制御して行われる。
等を用いた場合にも、上述と同様に、本発明を適用する
ことができる。電動機の場合のトルク制御は、界磁電流
を制御して行われる。
【００３０】図６は、図１に示すトラクション変速機
（入力レース12，ローラ13，出力レース14）の別実施例
に係るトラクション変速機の構成図である。この実施例
に係るトラクション変速機では、デスク54ａが右方（デ
スク54ｂ側）に押されて両者の間に断面略菱形の遊星ロ
ーラ52が挟持されているときは、入力軸51のトルクは、
遊星ローラ52を介して、出力軸53に伝達される。第一の
リング55ｂと第二のリング55ａとの間の隙間56を小さく
すると、ローラ52が隙間56から押し出されて軸57が内側
（入力軸51，出力軸53側）に移動し、入力軸51，出力軸
53間の回転比が変化する。軸57が内側に移動するほど回
転比が大きくなる。変化幅は１／1.4〜１／７程度であ
る。
（入力レース12，ローラ13，出力レース14）の別実施例
に係るトラクション変速機の構成図である。この実施例
に係るトラクション変速機では、デスク54ａが右方（デ
スク54ｂ側）に押されて両者の間に断面略菱形の遊星ロ
ーラ52が挟持されているときは、入力軸51のトルクは、
遊星ローラ52を介して、出力軸53に伝達される。第一の
リング55ｂと第二のリング55ａとの間の隙間56を小さく
すると、ローラ52が隙間56から押し出されて軸57が内側
（入力軸51，出力軸53側）に移動し、入力軸51，出力軸
53間の回転比が変化する。軸57が内側に移動するほど回
転比が大きくなる。変化幅は１／1.4〜１／７程度であ
る。
【００３１】デスク54ａを左方に押すと、軸57に取付け
られたデスク58が、デスク59とデスク54ａの間に挟ま
れ、入力軸51のトルクはそのまま出力軸53に伝達され
る。このとき、すきま56は大きく、ローラ52は自由にな
る。
られたデスク58が、デスク59とデスク54ａの間に挟ま
れ、入力軸51のトルクはそのまま出力軸53に伝達され
る。このとき、すきま56は大きく、ローラ52は自由にな
る。
【００３２】図６に示すデスク58，59はクラッチの機能
を果たす。この図６に示すクラッチは簡略な構成として
あるが、図５に示す多板クラッチとすることも可能であ
る。図5に示すクラッチは、クラッチ出力軸41にスプラ
イン係合したブレード42がケーシング43に対して相対的
に回転し、チャンバ44内のシリコンオイルを流動化す
る。この流れによってチャンバ44内に圧力が発生し、パ
ッド45が多板クラッチ46を加圧する。これにより、クラ
ッチ入力軸40とクラッチ出力軸41の差動回転数に比例し
たトルクがクラッチ出力軸41に伝達される。
を果たす。この図６に示すクラッチは簡略な構成として
あるが、図５に示す多板クラッチとすることも可能であ
る。図5に示すクラッチは、クラッチ出力軸41にスプラ
イン係合したブレード42がケーシング43に対して相対的
に回転し、チャンバ44内のシリコンオイルを流動化す
る。この流れによってチャンバ44内に圧力が発生し、パ
ッド45が多板クラッチ46を加圧する。これにより、クラ
ッチ入力軸40とクラッチ出力軸41の差動回転数に比例し
たトルクがクラッチ出力軸41に伝達される。
【００３３】多板クラッチの伝達トルクＴは、クラッチ
加圧力をＦdとすると、
加圧力をＦdとすると、
【００３４】
【数４】Ｔ＝Ｆd・Ｚ・μo・γ ここに、Ｚ ：摩擦面数 μo：摩擦係数 γ ：クラッチの半径 となる。
【００３５】Ｆdを増すと、すべりが小さくなり、境界
潤滑の状態になる。焼付きを防止するためには、加圧力
に対する伝達トルクＴの値を小さくし、すべりによる発
熱を抑える必要がある。
潤滑の状態になる。焼付きを防止するためには、加圧力
に対する伝達トルクＴの値を小さくし、すべりによる発
熱を抑える必要がある。
【００３６】図６に示すトラクション変速機の動作を説
明する。車の発進に際しては、デスク54ａを左方に押
し、ローラ52を開放する。これにより、入力軸51のトル
クは、デスク59からデスク58へ、流体潤滑状態ですべり
ながら伝達される。つまり、入力軸51すなわちエンジン
側から、出力軸53すなわち車輪側にトルクが伝わる。
明する。車の発進に際しては、デスク54ａを左方に押
し、ローラ52を開放する。これにより、入力軸51のトル
クは、デスク59からデスク58へ、流体潤滑状態ですべり
ながら伝達される。つまり、入力軸51すなわちエンジン
側から、出力軸53すなわち車輪側にトルクが伝わる。
【００３７】車速が速くなると、デスク54ａが右方に押
され、デスク54ａ，54ｂ間にローラ52が挟まれ、ローラ
52，軸57を介して入力軸51のトルクが出力軸53に伝達さ
れる。車速がさらに増すと、すきま56が狭められ、軸57
が内側に移動される。これにより、入力軸51，出力軸53
間の回転比が増し、エンジン回転数の増大が抑止され、
燃料経済性が高められる。さらに車速が増すと、デスク
54ａが左方に押され、ローラ52の動作が停止する。これ
により、デスク59，58を介して、トルクが入力軸51から
出力軸53に伝達される。これにより、ローラ52等の可動
部分の摩耗が低減される。
され、デスク54ａ，54ｂ間にローラ52が挟まれ、ローラ
52，軸57を介して入力軸51のトルクが出力軸53に伝達さ
れる。車速がさらに増すと、すきま56が狭められ、軸57
が内側に移動される。これにより、入力軸51，出力軸53
間の回転比が増し、エンジン回転数の増大が抑止され、
燃料経済性が高められる。さらに車速が増すと、デスク
54ａが左方に押され、ローラ52の動作が停止する。これ
により、デスク59，58を介して、トルクが入力軸51から
出力軸53に伝達される。これにより、ローラ52等の可動
部分の摩耗が低減される。
【００３８】このとき、ローラ52の半径方向の位置を制
御することによって、回転比を無段階に変えることがで
きるので、速度に対する出力トルクの変化は、図７のご
とく、連続的となる。ここで、走行抵抗ＲＬに対して、
速度が小さいときは、Ｃのごとく、回転数比を高め、エ
ンジンの回転数を抑えて、燃料経済性を高める。また、
加速に際しては、Ａのごとく、回転数比を低くして出力
トルクを増す。これ以外の通常走行時は、Ｂのごとく、
摩擦クラッチデスク58，59によって、ローラ52の動作な
しに、直接、エンジンのトルクを車輪に伝える。図６に
おいて、摩擦クラッチのかわりに、磁粉クラッチ、流体
クラッチ、流体トルクコンバータ等のすべり要素を用い
ることができる。エンジン１の回転速度に対し、発進時
は、すべり要素がすべっているが、車速が増大し、図９
に示すごとく、すべり要素の入力軸回転数（エンジン回
転数）と出力軸回転数が近付く。ここで、Ｓ1の点で、
トルクをトラクション変速機の方に切換える。このと
き、あらかじめ、入力軸の回転数が、Ｎoutに対してＮi
nになるように、トラクション変速機の回転数を設定し
ておく。これにより、切換時のエンジン回転数の変化が
回避され、切換えが円滑に行われる。図９のＳ1点を、
Ｎoutの小さい値にすると、すべりの領域が小さくな
り、エンジン１の燃料経済性が高くなる。しかし、出力
トルクが低下するので、トルクが必要なときは、Ｓ1点
をＮoutの大きい領域に設定する。すなわち、アクセル
ペダル27の踏み込み量が大きいときは、Ｓ1点を右方に
ずらす。
御することによって、回転比を無段階に変えることがで
きるので、速度に対する出力トルクの変化は、図７のご
とく、連続的となる。ここで、走行抵抗ＲＬに対して、
速度が小さいときは、Ｃのごとく、回転数比を高め、エ
ンジンの回転数を抑えて、燃料経済性を高める。また、
加速に際しては、Ａのごとく、回転数比を低くして出力
トルクを増す。これ以外の通常走行時は、Ｂのごとく、
摩擦クラッチデスク58，59によって、ローラ52の動作な
しに、直接、エンジンのトルクを車輪に伝える。図６に
おいて、摩擦クラッチのかわりに、磁粉クラッチ、流体
クラッチ、流体トルクコンバータ等のすべり要素を用い
ることができる。エンジン１の回転速度に対し、発進時
は、すべり要素がすべっているが、車速が増大し、図９
に示すごとく、すべり要素の入力軸回転数（エンジン回
転数）と出力軸回転数が近付く。ここで、Ｓ1の点で、
トルクをトラクション変速機の方に切換える。このと
き、あらかじめ、入力軸の回転数が、Ｎoutに対してＮi
nになるように、トラクション変速機の回転数を設定し
ておく。これにより、切換時のエンジン回転数の変化が
回避され、切換えが円滑に行われる。図９のＳ1点を、
Ｎoutの小さい値にすると、すべりの領域が小さくな
り、エンジン１の燃料経済性が高くなる。しかし、出力
トルクが低下するので、トルクが必要なときは、Ｓ1点
をＮoutの大きい領域に設定する。すなわち、アクセル
ペダル27の踏み込み量が大きいときは、Ｓ1点を右方に
ずらす。
【００３９】燃料経済性を重視するときは、回転数比を
できるだけ高め、エンジン１の回転数を低下させる。こ
れに対し、運転性を重視するときは、回転数比を低下さ
せる。これは、アクセルペダル27の踏み込み量、踏み込
み速度に応じて選定される。これにより、理想の加速度
−時間曲線が得られる。
できるだけ高め、エンジン１の回転数を低下させる。こ
れに対し、運転性を重視するときは、回転数比を低下さ
せる。これは、アクセルペダル27の踏み込み量、踏み込
み速度に応じて選定される。これにより、理想の加速度
−時間曲線が得られる。
【００４０】図１に示す実施例において、ボール29をみ
ぞに内蔵した自動調圧カム28は、図８に示すごとく、み
ぞ（第一及び第二の溝）61，62の中にボール29があり、
原動機が矢印ａのごとく回動すると、ボール29によっ
て、矢印ｂの力が発生し、入力レース12を右方に押し、
法線荷重、すなわち、接触面内圧力が増す。具体的に
は、各みぞは錐体状に成形されており、更には第一の溝
61がエンジン１の出力軸の回転中心に対して偏心位置に
設けられているので、エンジン１の出力軸が回転すると
その軸方向に第一の溝61がボール29を押圧する。これが
為、ボール29が第二の溝62を押圧してトラクション変速
機の摩擦接触面を押圧する。この力は矢印ａの方向のト
ルクに比例するので、エンジンのトルクに比例して、圧
力が増し、レース12とレース14の間のすべりが回避さ
れ、エンジン１を低回転で運転できるようになり、摩擦
損失が低減する。図８においては、レース12に永久磁石
63が取付けられ、ケーシング64に電磁石65が取付けられ
ており、電磁石65の電流を加減することによって、法線
荷重を補正することができる。
ぞに内蔵した自動調圧カム28は、図８に示すごとく、み
ぞ（第一及び第二の溝）61，62の中にボール29があり、
原動機が矢印ａのごとく回動すると、ボール29によっ
て、矢印ｂの力が発生し、入力レース12を右方に押し、
法線荷重、すなわち、接触面内圧力が増す。具体的に
は、各みぞは錐体状に成形されており、更には第一の溝
61がエンジン１の出力軸の回転中心に対して偏心位置に
設けられているので、エンジン１の出力軸が回転すると
その軸方向に第一の溝61がボール29を押圧する。これが
為、ボール29が第二の溝62を押圧してトラクション変速
機の摩擦接触面を押圧する。この力は矢印ａの方向のト
ルクに比例するので、エンジンのトルクに比例して、圧
力が増し、レース12とレース14の間のすべりが回避さ
れ、エンジン１を低回転で運転できるようになり、摩擦
損失が低減する。図８においては、レース12に永久磁石
63が取付けられ、ケーシング64に電磁石65が取付けられ
ており、電磁石65の電流を加減することによって、法線
荷重を補正することができる。
【００４１】図８において、ケーシング64に固定した渦
電流式位置センサ66によって、入力軸のレース12までの
隙間を測定する。この隙間は入力軸のトルクに比例する
ので、時々刻々のエンジン１のトルクの情報を得ること
ができ、これにより、最適な回転数比を選定する。この
トルクに対して、車速が低下ぎみのときは登坂時である
ので、回転数比を低下させ、出力トルクを増す。
電流式位置センサ66によって、入力軸のレース12までの
隙間を測定する。この隙間は入力軸のトルクに比例する
ので、時々刻々のエンジン１のトルクの情報を得ること
ができ、これにより、最適な回転数比を選定する。この
トルクに対して、車速が低下ぎみのときは登坂時である
ので、回転数比を低下させ、出力トルクを増す。
【００４２】図１においては、アクセルペダル27とスロ
ットルバルブ５は直結していてもよい。トランクション
変速機はトルク変動に弱いので、特にトルク変動が小さ
い電動機、２ストロークエンジンの駆動系に適してい
る。
ットルバルブ５は直結していてもよい。トランクション
変速機はトルク変動に弱いので、特にトルク変動が小さ
い電動機、２ストロークエンジンの駆動系に適してい
る。
【００４３】図１０に、ガソリンエンジンの空燃比とト
ルク変動の関係を示す。空燃比が大きくなるとトルク変
動が大きくなり、トラクション変速機の寿命が短くな
る。これを防止するため、図１１のブロック線図に示す
ように、トルク変動が大きい時（図１０に示す限界値以
上のとき）は、燃料噴射量，燃料噴射時期及びスロット
ルバルブ開度を制御して空燃比を小さくし、すなわち閉
ループ制御してトルク変動の増大を抑止する。
ルク変動の関係を示す。空燃比が大きくなるとトルク変
動が大きくなり、トラクション変速機の寿命が短くな
る。これを防止するため、図１１のブロック線図に示す
ように、トルク変動が大きい時（図１０に示す限界値以
上のとき）は、燃料噴射量，燃料噴射時期及びスロット
ルバルブ開度を制御して空燃比を小さくし、すなわち閉
ループ制御してトルク変動の増大を抑止する。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、トラクション変速機の
寿命を伸ばし、かつ原動機の摩擦損失を低減することが
できる。
寿命を伸ばし、かつ原動機の摩擦損失を低減することが
できる。
【図１】本発明の一実施例に係る自動車駆動系の構成図
である。
である。
【図２】トラクション変速機の焼付き現象の説明図であ
る。
る。
【図３】すべり率とトラクション係数の関係を示すグラ
フである。
フである。
【図４】すべり／荷重と摩擦係数の関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図５】摩擦クラッチの構造図である。
【図６】すべり要素とトラクション変速機を一体化した
実施例の構造図である。
実施例の構造図である。
【図７】速度と出力トルクの関係を示すグラフである。
【図８】トルク検出器付き自動調圧カムの構成図であ
る。
る。
【図９】時間と回転数の関係を示すグラフである。
【図１０】エンジンの空燃比とトルク変動の関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図１１】トルク変動を限界値以内に抑える処理手順を
示すブロック線図である。
示すブロック線図である。
１…エンジン、２…トラクション変速機、４…スロット
ルバルブ、１０…燃料噴射弁、１２…入力レース、１３
…ローラ、１４…出力レース、１６，１７…速度セン
サ、２６…コントローラ。
ルバルブ、１０…燃料噴射弁、１２…入力レース、１３
…ローラ、１４…出力レース、１６，１７…速度セン
サ、２６…コントローラ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｈ 61/02 Ｆ１６Ｈ 61/02 // Ｆ１６Ｈ 63:06 63:06 (72)発明者 片山 博 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 倉田 謙一郎 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (56)参考文献 特開 平２−261950（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−167966（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−250657（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−25864（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 15/38 F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48
Claims (10)
- 【請求項１】 原動機の出力をトラクション変速機を介
して車軸に伝達する自動車駆動系の制御方法において、 入出力軸間の回転数比を可変するローラと、該ローラを
滑動自在に狭持する摩擦接触面を設けた入力側回転体及
び出力側回転体と、該入力側回転体に備えた永久磁石
と、前記入力側回転体の略軸方向で且つ前記永久磁石に
対向して配設した電磁石とを有する前記トラクション変
速機の前記入力側回転体を、前記電磁石への通電によっ
て当該電磁石と前記永久磁石との隙間を制御して従動
し、前記摩擦接触面とローラとの間の荷重を制御するこ
とを特徴とした自動車駆動系の制御方法。 - 【請求項２】 前記トラクション変速機に設けた前記入
力側回転体との間の隙間を計測する位置センサによって
当該隙間の値を計測し、該隙間の値に基づいて前記回転
数比を選定することを特徴とした請求項１に記載の自動
車駆動系の制御方法。 - 【請求項３】 前記位置センサは、渦電流式であること
を特徴とした請求項２に記載の自動車駆動系の制御方
法。 - 【請求項４】 前記原動機に設けた変動検出手段から当
該原動機の出力トルクの変動を検出し、該トルク変動が
所定の限界値以上になったときに、前記原動機の燃料噴
射量，燃料噴射時期及びスロットルバルブ開度をアクテ
ィブに制御して空燃比を小さくし、前記トラクション変
速機の入力軸のトルク変動を抑制することを特徴とした
請求項１，２又は３の内の何れか一つに記載の自動車駆
動系の制御方法。 - 【請求項５】 前記所定の限界値は、０．６Ｎｍである
ことを特徴とした請求項４に記載の自動車駆動系の制御
方法。 - 【請求項６】 原動機の出力をトラクション変速機を介
して車軸に伝達する自動車駆動系の制御装置において、 入出力軸間の回転数比を可変するローラと、該ローラを
滑動自在に狭持する摩擦接触面を設けた入力側回転体及
び出力側回転体と、該入力側回転体に備えた永久磁石
と、前記入力側回転体の略軸方向で且つ前記永久磁石に
対向して配設した電磁石とを有する前記トラクション変
速機における前記摩擦接触面とローラとの間の荷重を制
御する荷重制御手段を備え、 この荷重制御手段は、前記電磁石への通電によって当該
電磁石と前記永久磁石との隙間を制御して前記入力側回
転体を従動させる機能を有することを特徴とした自動車
駆動系の制御装置。 - 【請求項７】 前記トラクション変速機に、前記入力側
回転体との間の隙間を計測する位置センサを設け、 この位置センサによって計測された前記隙間の値に基づ
いて前記回転数比を選定する手段を備えることを特徴と
した請求項６に記載の自動車駆動系の制御装置。 - 【請求項８】 前記位置センサは、渦電流式であること
を特徴とした請求項７に記載の自動車駆動系の制御装
置。 - 【請求項９】 前記原動機に設けた変動検出手段から当
該原動機の出力トルクの変動を検出し、該トルク変動が
所定の限界値以上になったときに、前記原動機の燃料噴
射量，燃料噴射時期及びスロットルバルブ開度をアクテ
ィブに制御して空燃比を小さくし、前記トラクション変
速機の入力軸のトルク変動を抑制する手段を備えること
を特徴とした請求項６，７又は８の内の何れか一つに記
載の自動車駆動系の制御装置。 - 【請求項１０】 前記所定の限界値は、０．６Ｎｍであ
ることを特徴とした請求項９に記載の自動車駆動系の制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07978093A JP3319805B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 自動車駆動系の制御方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07978093A JP3319805B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 自動車駆動系の制御方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06294463A JPH06294463A (ja) | 1994-10-21 |
| JP3319805B2 true JP3319805B2 (ja) | 2002-09-03 |
Family
ID=13699726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07978093A Expired - Fee Related JP3319805B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 自動車駆動系の制御方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3319805B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4677689B2 (ja) * | 2001-07-09 | 2011-04-27 | トヨタ自動車株式会社 | 摩擦伝動装置のすべり検出装置 |
| JP2007071224A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Ntn Corp | 無段変速装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62167966A (ja) * | 1986-01-18 | 1987-07-24 | Yamaha Motor Co Ltd | 無段自動変速機の制御装置 |
| JPS6325864U (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-20 | ||
| JP2662565B2 (ja) * | 1988-03-31 | 1997-10-15 | アイシン精機株式会社 | トロイダル形無段変速機 |
| JPH0672656B2 (ja) * | 1989-03-31 | 1994-09-14 | 日産自動車株式会社 | トロイダル無段変速機のローディングカム装置 |
| JP3079595B2 (ja) * | 1991-03-04 | 2000-08-21 | 日産自動車株式会社 | 車両用動力伝達装置 |
-
1993
- 1993-04-06 JP JP07978093A patent/JP3319805B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06294463A (ja) | 1994-10-21 |
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