JPH05187532A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直流モーターの駆動電圧を制御して、実際の
変速比が目標変速比に一致するように変速制御すること
を目的とする。 【構成】 ドライブシャフト１に設けられた固定プーリ
ー２に対し、可動プーリー４を軸方向に移動させるスラ
イダーギヤ１１と、このスライダーギヤ１１を移動させ
るための直流モーター１６とを備え、自動車の運転状態
に基づく適正な目標変速比を算出する目標変速比演算手
段と、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、実変速比と前記目標変速比とを比較する比較
手段と、比較手段による結果に基づいて実際の変速比が
目標変速比に一致するように直流モーター１６の駆動電
圧を制御する制御装置３０，３１を備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、無段変速機の変速装
置を構成する直流モーターの駆動電圧を適正制御するよ
うにした無段変速機の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来、無段変速機は、固定
プーリーと可動プーリーを備え、固定プーリーに対し可
動プーリーを軸方向に移動させ、両プーリーを離接させ
てプーリー間距離を調節することにより変速が行われて
おり、この変速のために直流モーターが前記可動プーリ
ーを移動させる手段として用いられており、従来におい
ては、直流モーターの駆動電流を制御して変速を行って
いるが、直流モーターの特性では電流はモーターのトル
クを制御できるが回転数を制御することはできず、直流
モーターの駆動電流を制御する制御方法では滑らかな変
速制御ができないという問題点があった。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の問題
点に鑑み案出したものであって、直流モーターのトルク
特性の変動に影響されず良好な変速制御を行うことので
きる無段変速機の制御装置を提供せんことを目的とし、
その要旨は、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
る可動プーリーと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とからな
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溝に巻き掛けられる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もしくは従動プ
ーリー側の可動プーリーの移動手段として、直流モータ
ーの回転により可動プーリーを軸方向に移動させるスラ
イダーギヤを備える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、前記直流モーターの駆動電
圧を制御する制御手段とを具備することである。

【０００４】

【作用】直流モーターにより可動プーリーを移動させて
変速制御を行う際に、直流モーターは長時間運転を行う
と温度上昇してトルク特性が変動するが、この直流モー
ターの変動状態を目標変速比と実変速比の比較結果に基
づいて判定させ、トルク特性が変動した時にも駆動電圧
値を修正することで、常に要求するトルク及び回転数を
適正に保ち、変速性能を損なうことなく制御ができる。

【０００５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は無段変速機の概略構成図であり、無段変速
機の構成を図１に従って説明すると、エンジン１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。

【０００６】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１
ａに嵌着されたカムフォロア５がドライブシャフト１上
に固設され、このカムフォロア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。

【０００７】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の外周上にはスペ
ーサー６が嵌着されており、このスペーサー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。このスペーサー６の外周には筒状
のスライダーシャフト９が隙間をおいて同軸状で配設さ
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ヤ１１がスライダーシャフ
ト９上に螺合されている。

【０００８】このスライダーギヤ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
ーギヤ１１の外周には歯部が形成されており、この歯部
は横長状のアイドラギヤ１４Ａと噛み合わされている。
このアイドラギヤ１４Ａはアイドラシャフト１３Ａの端
部に組み付けられており、他端にはアイドラギヤ１４Ｂ
が同様に組み付けられている。このアイドラギヤ１４Ｂ
とアイドラシャフト１３Ｂに設けられたアイドラギヤ１
４Ｃを介してドライブギヤ１５が噛み合わされており、
ドライブギヤ１５は直流モーター１６により回転される
構造となっている。

【０００９】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、その図示右側部
外周に形成されたスプライン１７ａ上にサイドカバー１
８がＣリング１９を介し固設されている。このサイドカ
バー１８の外周部にはローラーＲが転動可能に設けら
れ、ローラーＲはドリブン可動プーリー２２の円錐面２
２ａと反対面にボルトＢにより固設されているトルクカ
ムＴのカム面に摺接している。このドリブン可動プーリ
ー２２はドリブンシャフト１７上にブッシュを介して移
動可能に設けられている。

【００１０】前記ドリブン可動プーリー２２に対向して
同様な円錐面２３ａを有するドリブン固定プーリー２３
がドリブンシャフト１７と一体で設けられており、ドリ
ブン固定プーリー２３の円錐面２３ａとドリブン可動プ
ーリー２２の円錐面２２ａとによりＶ溝Ｐ２が形成され
ている。さらにドリブン可動プーリー２２の円錐面２２
ａの反対面とサイドカバー１８との間にはスプリング２
６がその両端部を固定された状態で介装されている。

【００１１】このように構成された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２３及
びドリブン可動プーリー２２に伝えられる。

【００１２】この無段変速機の変速時には、直流モータ
ー１６を駆動することにより、ドライブギヤ１５及びア
イドラギヤ１４Ｃ，１４Ｂ，１４Ａを介し直流サーボモ
ーター１６の駆動力が減速されてスライダーギヤ１１に
伝えられる。スライダーギヤ１１の回転により、スライ
ダーギヤ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
ライダーギヤ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トルクカムＴ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。このため出力側は高速回転となる。

【００１３】一方、直流モーター１６が逆回転される時
にはドライブギヤ１５及びアイドラギヤ１４Ｃ，１４
Ｂ，１４Ａを介しスライダーギヤ１１が逆方向に回転さ
れ、スライダーギヤ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ヤ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。

【００１４】次に、図１において、制御装置３０はマイ
クロコンピューターを用いた電子制御装置であり、ＣＰ
Ｕ，半導体メモリ，クロックカウンター，Ａ／Ｄ変換
器，入出力回路等で構成されたものである。この制御装
置３０には、自動車の運転状態のパラメーターを検出す
るセンサ３２と、前記ドライブ可動プーリー４の位置を
検出するプーリーポジションセンサ３３の各検出信号が
入力されている。前記センサ３２は具体的には、車速を
検出する車速センサ，アクセルペタルの踏込量を検出す
るアクセルスイッチ，スロットルバルブの開度を検出す
るスロットルセンサ，エンジンの回転速度を検出するエ
ンジン回転センサ等で構成される。又、制御装置３０か
らは、直流モーター１６への駆動電圧の供給及び駆動電
圧の正負の切替，駆動電圧値の変更を行う制御回路３１
に駆動電圧の制御信号を出力するように構成されてお
り、制御回路３１は直流モーター１６に接続されてい
る。

【００１５】次に、図２は前記制御装置３０において実
行される制御のフローチャートを示し、このフローチャ
ートに従って無段変速機の変速動作を説明する。図２に
おいて、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
予め制御装置３０内の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モーター１６の
駆動電圧値を決定する。この駆動電圧値は目標変速比を
パラメーターとする関数の演算，若しくはデータテーブ
ルのルックアップにより行う。この時使用される直流モ
ーター１６の回転特性は常温時のものを用いる（これは
他の特定の温度時のものであっても良い）。そして次の
ステップ４４で前記決定した駆動電圧値信号を制御回路
３１へ出力する。これにより制御回路３１は入力された
駆動電圧値信号に基づいて当該駆動電圧値により指定さ
れた電圧値及び供給時間に従って駆動電圧を形成して直
流モーター１６へ供給する。これにより直流モーター１
６は供給された電圧値に対応する大きさの回転を発生し
て、駆動電圧が供給される時間だけ回転する。このよう
に直流モーター１６が回転することにより前述したよう
に、ドライブ可動プーリー４がスライド移動して変速比
が変化する。

【００１６】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前
記プーリーポジションセンサ３３で検出されたドライブ
可動プーリー４の位置をパラメーターとする関数の演
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断する。ここ
で両者が不一致であれば、ステップ４３へ戻り、再度駆
動電圧値を決定し、ステップ４６まで順次処理を行う。
ステップ４６で目標変速比と実変速比が一致すればステ
ップ４７へ進み、直流モーター１６をストップさせる。

【００１７】以上のように、常に目標変速比と実変速比
を比較し、その状態に応じた直流モーターの必要回転が
得られるように駆動電圧を制御することでスムーズな変
速ができ、変速性能が向上する。尚、直流モーター１６
は長時間運転を行うと温度が上昇してトルク特性が変動
するが、前述のように、常に目標変速比と実変速比を比
較し、その結果に応じて、前記ステップ４３でトルクア
ップさせるように駆動電圧値を修正し、常に要求のトル
クを得ることができ、変速性能を損なうことなく制御が
できるものである。

【００１８】

【発明の効果】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と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
ーリーと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溝に巻き掛けられるベルトと
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
も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、直流モーター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ヤを備える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、前記直流モ
ーターの駆動電圧を制御する制御手段とを具備すること
により、無段変速機の変速比を変化させるための直流モ
ーターの駆動電圧を制御して、実際の変速比が目標変速
比に一致するように直流モーターを電圧制御することに
よって温度変化による直流モーターのトルク特性の変化
を補償することができ、変速に必要な直流モーターの回
転数も滑らかに制御することができることにより、変速
性能を常に安定させることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の無段変速機の概略構成図で
ある。

【図２】制御装置において実行される制御内容を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

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 ドライブ可動プーリー ９ スライダーシャフト １１ スライダーギヤ １６ 直流モーター 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 制御回路 ３２ センサ ３３ プーリーポジションセンサ

Claims (1)

【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離接する方向に移動させら
   れる可動プーリーと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
   ーと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溝に巻き
   掛けられる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も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、直流モーターの回転により可動
   プーリーを軸方向に移動させるスライダーギヤを備える
   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、前記直流モーターの
   駆動電圧を制御する制御手段とを具備することを特徴と
   する無段変速機の制御装置。