JPH03213762A - Ｖベルト型無段変速機の制御装置 - 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■溝部１が形成され
工おり、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き
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きれたものであり
、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２２
ａとドリブン可動プーリー２３の円錐面２３ａとにより
■溝部、が形成されている。

このＶ溝部、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
許れている。

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
が回転きれ、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きれる。

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、Ｖ７１１Ｐ、
のプーリーピッチ径が挟まり、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＊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
する押圧力が解除きれ、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、■溝部、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′を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ノー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きれるものである。

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ｉｔを制御する電流制御手段とを具備す
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
。

（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３ｏ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を流の正負の切り替え、駆動を流
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ブローチヤードで
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の駆動を流値を決定する。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
たドリブン固定ブーノー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されるため１、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図中の人、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５図に示すように、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、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きれたブラシ
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
設跡れており、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が接続きれており
、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、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、前方に付勢されている。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間の出力電圧が変化する。

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、可動ブーＩＪ−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は、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、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、これにより変速性部を向上きせる
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図中の入、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。 ！・・・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 ４ ３６・・・出力回転数センサ ３５ｂ。 ３６ｂ・・・作動子 ５４　。 ５５・・・ブラシ ９・・・抵抗体帯 ０・・・導体帯

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ことを特徴とするＶ
   ベルト型無段変速機の制御装置。