JPH03103653A - 自動車用無段階変速機の制御システム - 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％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。被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、これをフィードバッ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
加わった場合、それがベルトに伝達され、ベルトすべり
を起こす。このため変速比フィードバック量が不連続に
変化し、制御系が不安定となっ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Ｍ）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ィードバック制御する
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
御ができなかった。

〔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，被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或
を示す。エンジン１の回転力は，電磁クラッチ２，リダ
クションギャ３，無段階変速機４，デイファレンシャル
ギャ６を介して駆動輪７に伝達される。電磁クラッチ２
はコイル２ａに流す電流値を制御部１０によって制御さ
れ、これによってエンジンｌ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４０，一
被駆動軸４４に取付けたプーリ４ｌ、および前記プーリ
４０．４１に捲掛したベルト４２から成っている。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によって減
速ギャ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。これによってプーリ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）
によって押えられている。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，すなわ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。よっ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ッチ
、１５ａはアクセルペダルが踏まれているか否かを検出
するスイッチ、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ッチ、１６はデイファレンシャル
ギャの回転数、したがってこれはプーリ４１の回転数ま
たは車速を検出する電磁ピックアップセンサ、１７はリ
ダクションギャの回転数、したがってプーリ４０の回転
数を検出する電磁ピックアップセンサ、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
ットル開度を検出するスロットルセンサ、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。これらのスイッチおよびセンサによって検
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，電磁クラッ
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
グユニット、記号ＭＰＵＩＩ，リードオンリーメモリ，
記号ＲＯＭ１２，入出力イνターフェース，記号Ｉ／０
１３から成る．なお、スイッチェ４はセレクトレバーの
位置，パーキングＰ，リバースＲ，ニュー１・ラルＮ，
ドライブＤの各レンジを識別検出するスイッチである。

第３図は電磁クラッチ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ッチ２を励磁および逆
励磁するためのブリッジ形スイッ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
イオードで構或している。抵抗器３６は励磁電流を検出
してフィードバックするためのものである。ブリッジ回
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／０１３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／Ｏ　Ｆ　Ｆ　Ｌている。ＮまたはＰレ
ンジにおいては電磁クラッチ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の邸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から或るブリッジ回路と、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ャージボンプ４０４と
、ブリッジ回路を駆動するドライバ５５およびモータ電
流検出用シャントにより構或している。ドライバ５５は
トランジスタ４０６，４０８，４１０，４．１２と抵抗
器４ｌ８，４．２０，４２６，４２８から成り、抵抗器
４１４，４１６，４２２，４２４を介してＩ／０１３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■／０１３から出力さ
れると、ＦＥＴ５　１がＯＮ，ＦＥＴ５４がＯＮ／○Ｆ
ＦＬ，てモータ４ａはＰＷＭ＄Ｊ御される． モータ４ａの制御方法の詳細については特願昭６１−１
９８８９１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っている。これをＡ部分について拡
大して（ｂ）に示す。位置ＰＬ，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ
Ｌ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Ｖｌ
，Ｖ２と一定値となって変化しない。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Ｐ
３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。ステップ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ッチの信号を読込み、ス
テップ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。

ステップ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、ステップ８０８
では制御量を演算し出力する。前記目標値には変速比，
電磁クラッチ２の電流などを含み、前記制御量にはモー
タ，電磁クラッ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
ップ９０２でＭＣＦＬＧ＝Ｏならばステップ９１６に進
み、ＭＣＦＬＧ＝１ならばステップ９０４に進む。今、
Ｍ　Ｃ　ＦＬ　Ｇ＝上でステップ９０４に進んだ場合、
Ｌ側○Ｎ、すなわち、変速比増加方向に制御されたとき
にはステップ９０６に進むがそうでない場合はステップ
９２４に進む。ステップ９０６にて、前回の■値ｖＰＯ
が現在の■値ＶＰＮに等しいときにはステップ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。ステップ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ップ９３２でＶ＝ＶＰＵと
し、ステップ９３４でＰＵＦＬＧ＝Ｏ．すなわち、ベル
トすべりなしとしておわる。ステップ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
，ベルトすベリが生じているときにはＰＵＦＬＧ＝１と
しておわる。

ステップ９０６でＶＰＯ＃ＶＰＮ（７）とき、これは第
７図（ｂ）のＰＬ−Ｐ２からＰ２〜Ｐ３に移ったときを
示すが，ステップ９０８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
によって起る場合があり得ることを考慮し、そのような
場合にはステップ９２４に進むことにしている。しかし
多くの場合ＶＰＯ＜ＶＰＮとなリ，ステップ９　１　０
　ニ進みＭＣＦＬＧ＝Ｏとし、ステップ９１２でｖｐｏ
を更新し、ステップ９１４でＶ値をＶＰＮ＋ＶＨＹとし
ておわる。

ＭＣＦＬＧ＝Ｏの場合、ステップ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ップ
９１８に進むが、そうでない場合はステップ９１２に進
む。ステップ９１８でｖＰＯ＝ＶＰＮならステップ９２
８に進む、これは第７図（ｂ）のＰ３→Ｐ４間に当る。

ステップ９１８でＶＰＯｆ−ｖＰＮのときこれは第７図
（ｂ）でＰ３〜Ｐ４からＰ４〜Ｐ１に移ったときを示す
が、ステップ９２０に進む。ステップ９０８の場合と同
様に、ステップ９２０にてＶＰＯ＞ＶＰＮの場合にはス
テップ９１２に進むことにしている。多くの場合、ＶＰ
Ｏ＞ＶＰＮとなり，ステップ９２２にてＭＣＦＬＧ＝１
とし、ステップ９２４にてｖｐｏを更新し、ステップ９
２６に’ｒＶ＝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、ベルトすベリを生じても連続
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
の構或図、第２図は制御部のブロック図，第３図は電磁
クラッチの駆動回路図，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・・・電磁クラッチ、４・・・無
段階変第１図 弔 ２ 図 第５図 第６図 第 ３ 図 第 ４ 図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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。