JPH03213761A - Ｖベルト型無段変速機の変速比検出装置 - 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） この発明は、Ｖベルト型無段変速機の制御装置を構成す
る変速比検出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８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
ャツ訃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溝部、が形成され
ており、このＶ溝部、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に嵌着き
れたカムフォロアー５がドライブシャフト１上に固設き
れ、このカムフォロアー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内に嵌挿きれており、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及びナツト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
る酸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１
２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きれてお
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。きらにこ
のアイドラギア１４にはドライブギア１５が歯合きれて
おり、ドライブギア１５は直流サーボモータ１６により
回転き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１９及びナツト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きれている
。

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２２
ａとドリブン可動プーリー２３の円錐面２３ａとにより
Ｖ　＃ｌＰ　！が形、成されている。

このｖ　＊　ｐ　ｔ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。

このように構成きれたＶベルト型無段変速機においては
、エンジンが回転き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に固定きれたカムフ
ォロアー５を介しドライブ可動プーリー４に伝えられ、
Ｖベルト３を介し出力側のドリブン固定プーリー２２及
びドラブ可動プーリー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１
５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
ーリーピッチ径が挟まり、Ｖベルト３は上方に移動きれ
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＊ｐ、が拡開され、Ｖ溝Ｐ、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Ｐ、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、前記ドライブ固定ブー）−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、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
離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Ｖベルト型無段変速
機の実際の変速比を検出する実変速比検出装置であって
、該実変速比検出装置は、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量を検出するポテ
ンショメータの出力電圧に基づいて実際の変速比を検出
するものであって、前記ポテンショメータは、前記可動
プーリーに接触して、該可動プーリーの移動方向に往復
移動可能な作動子と、該作動子に取り付けられたブラシ
と、該ブラシがスライド可能に摺接する抵抗体とを備え
てなり、かつ前記抵抗体は、その形状若しくはその抵抗
値の遷移が、出力電圧の変化率が前記可動プーリーの回
転数の比に正比例するように設定したことを特徴とする
ものである。

（作用） 本発明は、前記構成により、実変速比検出手段を構成す
るポテンショメータは、前記抵抗体の形状若しくはその
抵抗値の遷移が、出力電圧の変化率が前記可動プーリー
の回転数の比に正比例するように設定きれているため、
比較的簡易な構造で、実際の変速比に正比例する出力電
圧信号が得られる。このため、当該ポテンショメータの
出力電圧の大小から即座に実際の変速比が求められるた
め、検出信号を処理する装置や演算のためのプログラム
を省略できる。

（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３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、ＣＰＵ１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３
０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、ドライブ固定プーリー２の回転数を検出する入
力回転数センサ３３と、ドリブン固定プーリー２２の回
転数を検出する出力回転数センサ３４の各検出信号が入
力きれている。

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
スロットルセンサ、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、前記入力回転数センサ３３と出力回転数センサ３４
とは、パルスゼネレータであり、ドライブ固定プーリー
２若しくはドリブン固定プーリー２２の回転数に比例し
た周波数のパルス信号を出力して、制御装置３０に入力
するものである。制御装置３０では、入力された前記パ
ルス信号を周波数／電圧変換回路により電圧信号に変換
した後、Ａ／Ｄ変換機により電圧レベルをデジタル信号
化して処理している。

又、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、駆動電流の制御
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では前記センサ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
メモリに格納移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、入力き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、供給き
れた電流値に対応する大きさのトルクを発生して、駆動
電流が供給き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、入力回転
数センサ３３で検出されたドライブ固定プーリー２の回
転数（入力回転数）と出力回転数センサ３４で検出され
たドリブン固定プーリー２２の回転数（出力回転数）の
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きれるため、変速性能が向
上する。

尚、前記入力回転数センサ３３及び出力回転数センサ３
４は、それぞれドライブ固定プーリー２やドリブン固定
プーリー２２に直結する他の回転数部品の回転数を検出
する位置に配置しても良い。

次に第３図は、前記第１図中の入、出力回転数センサ３
３，３４をポテンショメータ型のセンサ３５．３６に置
き換えた構成の実施例を示すものである。尚、同図にお
いて、第１図中の構成と同一構成部分には、同一符号を
付して説明は省略する。

本実施例における入力回転数センサ３５と出力回転数セ
ンサ３６は、変速機のハウジング（図示路）に固定され
たボックス３５ａ、３６ａと、このボックス３５ａ、３
６ａに出没可能に設けられ、先端がドライブ可動プーリ
ー４若しくはドリブン可動プーリー２３の周縁側面に当
接する作動子３５ｂ、３６ｂを具備している。

第４図は、人、出力回転数センサ３５．３６の内部構造
を一部省略して示す斜視図であり、第５図はその断面図
である。

第５ｒｆ！Ｊニ示すヨウニ、作動子３５ｂ、３６ｂは、
ボックス３５ａ、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、３６
ｂのボックス内の端部には、絶縁体製のプレート５２が
水平に支持きれており、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、３
６ｂの挿入方向に伸びる抵抗体帯５９及び、この抵抗体
帯５９に非接触に併設きれた導体帯６０が固着きれてい
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Ｒ７ｊ！れている。

前記プレート５２は、その両前端とボックス３５ａ、３
６ａ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、前方に付勢きれている。これにより、作動
子３５ｂ、３６ｂ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間の出力重圧が変化する。

第６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７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６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重圧が正比例す
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。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明は、変速機の実際の
変速比を検出する手段を構成するポテンショメータを、
抵抗体の形状若しくはその抵抗値の遷移が、出力電圧の
変化率が可動プーリーの回転数の比に正比例するように
設定することにより、比較的簡易な構造で、実際の変速
比に正比例する出力電圧信号が得られる。このため、当
該ポテンショメータの出力重圧の大小から即座に実際の
変速比が求められるため、検出信号を処理する装置や演
算のためのプログラムを省略でき、制御システムの簡素
化及び低コスト化が可能である。

そのため、例えば、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制御システムに用いることにより、
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
補償し、変速性能を向上させることができる。

【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１．容を示すフロー
チャート、第３図は本発明の他の実施例の構成図、第４
図は第３図中の人、出力回転数センサの構造を一部省略
して示す斜視図、第５図は同断面図、第６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７図は同セ
ンサの出力特性図、第８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・・・■ベルト ４・・・ドライブ可動プーリー 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３
２・・・センサ ３３．３５・・・入力回転数センサ ３４．３６・・・出力回転数センサ ３５ｂ、３６ｂ・・・作動子 ５４．５５・・・ブラシ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　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
   固定プーリーと離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Ｖベルト
   型無段変速機の実際の変速比を検出する実変速比検出装
   置であって、該実変速比検出装置は、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量を検
   出するポテンショメータの出力電圧に基づいて実際の変
   速比を検出するものであって、 前記ポテンショメータは、 前記可動プーリーに接触して、該可動プーリーの移動方
   向に往復移動可能な作動子と、 該作動子に取り付けられたブラシと、 該ブラシがスライド可能に摺接する抵抗体とを備えてな
   り、 かつ前記抵抗体は、その形状若しくはその抵抗値の遷移
   が、出力電圧の変化率が前記可動プーリーの回転数の比
   に正比例するように設定したことを特徴とするＶベルト
   型無段変速機の変速比検出装置。