JPH0861455A - 電動装置 - Google Patents

電動装置

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JPH0861455A
JPH0861455A JP6193198A JP19319894A JPH0861455A JP H0861455 A JPH0861455 A JP H0861455A JP 6193198 A JP6193198 A JP 6193198A JP 19319894 A JP19319894 A JP 19319894A JP H0861455 A JPH0861455 A JP H0861455A
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load
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JP6193198A
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Nobuhiro Takao
信博 鷹尾
Akira Sakane
晃 坂根
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Nidec Drive Technology Corp
Original Assignee
Shimpo Industrial Corp
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Publication date
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  • Friction Gearing (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械式無段変速機を備えた電動装置におい
て、暴走防止を図りつつ、変速操作に連動して滑らかな
変速が行われるようにする。 【構成】 変速操作手段１４で設定された変速上限値Ｖ
A、ならびに速度検出手段１０と負荷検出手段１２との
両検出出力ＶF、ＩFに基づいて機械式無段変速機２を変
速する変速手段８を制御する制御手段１６を設け、正負
荷、逆負荷のいずれの場合も、機械式無段変速機２の出
力軸の回転速度が予め設定された変速上限値ＶAを越え
ることがないようにして暴走を防止する一方、正負荷状
態において、負荷が大きくなれば、その負荷の変化に応
じて出力軸の回転速度が変速上限値ＶAよりも連続的に
低下されて出力トルクが漸次増加するようにして、滑ら
かな変速が行われるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電動台車や電動コンベ
ア等のような、機械式無段変速機を備えた電動装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電動台車等の電動装置では、機
械式無段変速機を備え、この機械式無段変速機の変速操
作によって速度制御を行うようにしたものがある。
【０００３】このような、電動装置に使用される機械式
無段変速機としては、種々のものがあるが、たとえば、
特公昭５７−１３２２１号公報に記載されているもので
は、図４に示すような構成を備えている。
【０００４】この機械式無段変速機は、入力軸aに一体
に結合された入力円板bと、この入力円板bの環状伝動面
に接して回転する複数の遊星コーンcと、これらの遊星
コーンcを回転自在に保持するコーンリテーナdと、遊星
コーンcの円錐面に内接する変速リングeと、遊星コーン
cの背面部に接触して回転する出力円板gと、この出力円
板gと調圧カムhを介して連動する出力軸iとを備えてい
る。
【０００５】そして、入力軸aには図示しないＤＣモー
タ等の電動機が接続され、また、出力軸iには駆動歯車
等の負荷が接続される。また、変速リングeは、その軸
方向位置が、図示しないパイロットモータによって強制
的に変位されるようになっており、変速リングeが遊星
コーンcの円錐頂部の位置にあると、変速比が小で、出
力軸iは高速回転し、反対に変速リングcが遊星コーンc
の円錐底部に移動すると、変速比が増大し、出力軸iは
低速回転する。
【０００６】ここで、上記の機械式無段変速機におい
て、その出力軸iにおける回転数(以下、出力回転数とい
う)Ｎと出力軸iに発生するトルク(以下、出力トルクと
いう)Ｔとの間には、一般に、図５に示すような逆比例
的な相関関係があって、出力回転数Ｎが増加すると、出
力トルクＴが減少し、出力回転数Ｎが減少すると、出力
トルクＴが増大する傾向を示す。
【０００７】しかも、このような逆比例的な出力回転数
／トルクの特性は、電動機に加わる負荷の大きさ(以
下、電動機トルクtという)によっても変化する。
【０００８】すなわち、出力回転数Ｎが同じときでも、
電動機トルクtが大きくなれば、出力トルクＴも増加
し、逆に、電動機トルクtが小さくなれば、出力トルク
Ｔも減少する。したがって、電動機トルクtを変えるこ
とで、図５のs1、s2、s3、…の各曲線で示すように、任
意に出力回転数／トルクの特性を選択することができ
る。なお、図５のsTで示す曲線は、電動機の定格値の下
で、機械式無段変速機の入力軸aを回転させた場合の出
力回転数／トルク特性を示している。
【０００９】ここで、機械式無段変速機の出力回転数／
トルク特性として、たとえば、ある一つの曲線s1で示さ
れる関係を得るには、この曲線s1に対応して電動機の入
力電流値を設定して、電動機によって駆動される入力軸
aの回転数(以下、入力回転数という)Ｑを一定に保ち、
出力軸iに加わる負荷の大きさに応じて、これに対応し
た出力回転数Ｎとなるように、変速リングeを変位させ
る。これにより、上記の曲線s1に沿って負荷の大きさに
応じた変速が自動的に行われることになる。
【００１０】ところで、機械式無段変速機を、図５に示
すような出力回転数／トルク特性の下で変速動作を行わ
せるには、上述したように、電動機の入力電流値を一定
(したがって、入力回転数Ｑを一定)にした状態で、負荷
の大きさに応じて出力回転数Ｎが変化されるが、その場
合、出力軸iに加わる負荷が小さくなると、これに応じ
て出力回転数Ｎが増加されるため、何らかの歯止めがな
いと、出力回転数Ｎが極めて大きくなって、電動装置が
暴走する危険性が生じる。
【００１１】これを回避するには、手動操作される変速
操作部を設け、この変速操作部の操作に連動して、図６
に示すように、出力回転数Ｎの上限値をＮ1、Ｎ2、
Ｎ3、Ｎ4、…というように可変できるようにすることが
考えられる。
【００１２】すなわち、変速操作部によって、たとえ
ば、出力回転数の上限値がＮ1に設定された場合には、
電動機の入力電流値を一定に保つためのトルク制御は行
わずに、機械式無段変速機の出力回転数Ｎがこの上限値
Ｎ1以上にならないように変速リングeの位置のみを変化
させる。すると、負荷が上限値Ｎ1に対応する出力トル
クＴ1より小さくなっても、出力回転数Ｎは上限値Ｎ1に
保持されるため、暴走が回避される。
【００１３】一方、変速操作部の操作によって、出力回
転数Ｎの上限値が、たとえばＮ1からＮ2に変更された場
合には、これに応じて電動装置が加速される。
【００１４】このようにすれば、電動装置の暴走防止が
図られるとともに、変速操作部の操作と機械式無段変速
機の変速とが連動するので、一体的な加速感が得られ
る。
【００１５】さらに、図７に示すように、変速操作部の
操作に連動して、出力回転数Ｎの上限値をＮ1、Ｎ2、Ｎ
3、Ｎ4、…というように可変にするとともに、電動機の
入力電流値もこれらに連係して可変として、出力回転数
／トルク特性も変更できるようにしたものも考えられて
いる。
【００１６】このようにすれば、変速操作部の操作に応
じて、出力回転数／トルク特性が変更されるために、電
動装置の駆動時のパワーが変化し、しかも、出力回転数
は変速操作に応じて設定された値以上にならないので、
暴走防止が図れるという利点が生じる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６お
よび図７に示したいずれの従来例の場合も、次の問題点
がある。すなわち、 機械式無段変速機の出力回転数／トルク特性におけ
る出力回転数Ｎの上限値が、変速操作部の操作に連動し
てＮ1、Ｎ2、Ｎ3、Ｎ4、…というように制限されるの
で、特性曲線は、Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3，…の各点で折れ線の
ようなる。そのため、変速操作部の操作に応じた滑らか
な変速を行えない。
【００１８】たとえば、電動台車等において、変速操作
部によって出力回転数Ｎの上限値がたとえばＮ3に設定
されていて、この回転速度Ｎ3の下で平地を定速走行し
ていたとする。このときは、トルク制御は行われておら
ず、出力回転数がＮ3となるような速度制御のみであ
る。
【００１９】そして、途中で坂道等に差しかかって出力
トルクがＴ3よりも増加すると、速度制御からトルク制
御に移行し、出力回転数Ｎが逆比例的な曲線に沿ってＮ
3の位置から急に低下し、このため、走行速度も急に落
ちてきてしまう。
【００２０】 また、電動台車等においては、段差な
どを乗り越えたい場合が生じるが、その際には、安全
上、低速度で、かつ、段差を乗り越えるだけの大きなパ
ワーが必要となる。
【００２１】ところが、従来のものでは、電動機の定格
値以下でしか機械式無段変速機の入力軸aを回転させる
ことができないために、特に、低速域では定格値以上の
出力トルクを得ることができず、結果的に段差等を乗り
越えられないという不都合を生じる。
【００２２】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、暴走防止を図りつつ、変速操作に連動
して滑らかな変速が行われるようにするとともに、特に
低速時には、従来よりも大きなトルクが発生できるよう
にすることを課題とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、次の構成を採る。
【００２４】すなわち、本発明の請求項１記載に係る電
動装置は、機械式無段変速機の入力軸を駆動する電動機
と、機械式無段変速機の出力軸の回転速度を変速する変
速手段と、機械式無段変速機の出力軸の回転速度を検出
する速度検出手段と、機械式無段変速機の出力軸に加わ
る負荷の正負および電動機に加わる負荷の大きさを検出
する負荷検出手段と、機械式無段変速機の出力軸の回転
速度の変速上限値を設定する変速操作手段と、この変速
操作手段で設定された変速上限値、ならびに速度検出手
段と負荷検出手段との両検出出力に基づいて前記変速手
段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、正負
荷状態において変速手段を制御する正負荷側制御部と、
逆負荷状態において変速手段を制御する逆負荷側制御部
とを有し、正負荷側制御部は、負荷検出手段の検出出力
が大きくなるのに従って、速度検出手段の検出出力が変
速操作手段で設定された変速上限値から漸次小さくなる
ように前記変速手段を制御する減速手段を含む一方、逆
負荷側制御部は、逆負荷状態において、速度検出手段の
検出出力が変速操作手段で設定された変速上限値に一致
するように前記変速手段を制御するものである。
【００２５】本発明の請求項２記載に係る電動装置は、
正負荷側制御部は、負荷検出手段の検出出力が電動機の
定格値を越えている場合には、速度検出手段の検出出力
が減少するのに応じて、負荷検出手段の検出出力が定格
値を基準として漸次増加するように、変速手段を制御す
る過負荷許容手段を含んでいる。
【００２６】なお、請求項１、２の構成において、負荷
検出手段としては、電動機に供給される電流を検出する
電流検出手段や、電動機のスリップ率を検出するスリッ
プ率検出手段を用いることができ、また、速度検出手段
に代えて、機械式無段変速機の変速比を検出する変速比
検出手段を用いることができる。
【００２７】
【作用】請求項１記載に係る構成の電動装置では、正負
荷側制御部の減速手段は、正負荷状態において、負荷検
出手段の検出出力が大きくなるのに従って、速度検出手
段の検出出力が変速操作手段で設定された変速上限値か
ら漸次に小さくなるように変速手段を制御する。
【００２８】つまり、負荷が小さくなっても、出力軸の
回転速度はその変速上限値を越えることがない一方、負
荷が大きくなれば、これに応じて出力軸の回転速度が変
速上限値よりも低下されてトルクが漸次増加される。こ
のため、滑らかな変速が行われる。
【００２９】一方、逆負荷側制御部は、逆負荷状態にお
いて、速度検出手段の検出出力が変速操作手段で設定さ
れた変速上限値と一致するように変速手段を制御するの
で、逆負荷の場合にも装置が勝手に暴走するのが防止さ
れる。
【００３０】さらに、請求項２記載に係る構成の電動装
置では、正負荷側制御部の過負荷許容手段は、正負荷状
態において、負荷検出手段の検出出力が電動機の定格値
を越えている場合には、速度検出手段の検出出力が減少
するのに応じて、負荷検出手段の検出出力が定格値を基
準として漸次増加するように、変速手段を制御する。つ
まり、負荷が大きくなって、負荷検出手段の検出出力が
電動機の定格値を越える場合でも、出力軸の回転速度が
低下されて大きなトルクを発生させることができる。
【００３１】
【実施例】図１は、本発明の実施例に係る電動装置のブ
ロック図である。
【００３２】図１において、参照符号１は電動装置の全
体を示し、２は図４に示した構成を有する機械式無段変
速機、４は機械式無段変速機２の入力軸を駆動する電動
機であって、本例ではＤＣモータが使用されるが、ＡＣ
モータを適用することも可能である。
【００３３】また、８は機械式無段変速機２の回転速度
を変速する変速手段であり、この変速手段は、本例で
は、機械式無段変速機２の変速リングを変位させるパイ
ロットモータおよびこのパイロットモータを駆動する駆
動回路(いずれも図示省略)で構成される。
【００３４】１０は機械式無段変速機２の出力軸の回転
速度を検出する速度検出手段で、本例では、回転速度に
応じた周波数信号を出力するマグネチックセンサと、こ
のマグネチックセンサの周波数信号をこれに対応した電
圧レベルを有する信号に変換するＦ／Ｖ変換器(いずれ
も図示省略)等を含む。
【００３５】また、１２は機械式無段変速機２の出力軸
に加わる負荷の正負および電動機に加わる負荷の大きさ
をそれぞれ検出する負荷検出手段であって、本例では、
電動機４に供給される電流を検出する電流検出器で構成
されている。
【００３６】１４は機械式無段変速機２の出力軸の回転
速度の変速上限値ＶAを設定する変速操作手段であっ
て、たとえば、図示しない変速レバーの操作量に応じ
て、これに対応する大きさの変速上限値ＶAの信号を出
力するようになっている。
【００３７】１６は変速操作手段１４で設定された変速
上限値ＶA、ならびに速度検出手段１０と電流検出器１
２との両検出出力ＶF、ＩFに基づいて変速手段８を制御
する制御手段である。
【００３８】この制御手段１６は、たとえば、マイクロ
コンピュータで構成されるもので、正負荷状態での変速
制御を行う正負荷側制御部１８、逆負荷状態での変速制
御を行う逆負荷側制御部２０、および変速操作手段１４
による変速動作を制限する変速規制手段２２を備える。
【００３９】そして、正負荷側制御部１８は、減速手段
１８aと過負荷許容手段１８bを含む。
【００４０】ここで、電動機４の入力電流が定格値ＩT
を越える場合でも、その通電期間が短時間内であれば、
電動機４が焼損等を生じるおそれは少なく、特に、電動
装置１が低速になるほど、電動機４への入力電流が増加
する傾向をもたせるようにすれば、一時的に大きなトル
クを必要とする場合の要求に応えることができて都合が
よい。
【００４１】したがって、電動機４が焼損等を生じない
ように許容できる入力電流の最大値ＩMAXは、予め設定
された電動機４の定格値ＩTを基準として、次式によっ
て与えることができる。
【００４２】 ＩMAX＝ＩT＋k1・(ＶMAX−ＶF) (ただし、k1は比例定数) (１) ここに、ＶMAXは変速操作手段１４によって変速可能な
出力回転数の最大値として予め設定された変速最大値、
ＶFは速度検出手段１０の検出出力である。
【００４３】減速手段１８aは、正負荷状態において、
電流検出器１２の検出出力ＩFが上記(１)式で与えられ
る最大値ＩMAX未満の場合(ＩF＜ＩMAX)に、負荷が漸次
増大して電流検出器１２の検出出力ＩFが大きくなるの
に従って、速度検出手段１０の検出出力ＶFが変速操作
手段１４で設定された変速上限値ＶAから直線的に減少
するように、変速手段８を制御するものである。
【００４４】すなわち、この減速手段１８aは、電流検
出器１２の検出出力ＩFが最大値ＩMAX未満(ＩF＜ＩMAX)
の場合において、電流検出器１２の検出出力ＩFが変化
した場合には、速度検出手段１０の検出出力ＶFが、 ＶF＝ＶA−k2・ＩF (ただし、k2は比例定数) (２) の関係を満たすように、変速手段８を制御することで、
トルク制御を実行するようになっている。
【００４５】過負荷許容手段１８bは、正負荷状態にお
いて、電流検出器１２の検出出力ＩＦが、前述の（１)
式で与えられる制限値ＩLIMIT以上の場合(ＩF≧ＩMAX)
に、検出出力ＩFが最大値ＩMAXに一致するように、すな
わち、 ＩF＝ＩMAX (３) の関係を満たすように、変速手段８を制御するものであ
る。
【００４６】(１)式、(３)式の関係から、 ＩF＝ＩT＋k1・(ＶMAX−ＶF) (４) よって、過負荷許容手段１８bは、電流検出器１２の検
出出力ＩFが最大値ＩMAXを越えている場合に、速度検出
手段１０の検出出力ＶFが減少するのに応じて、電流検
出器１２の検出出力ＩFが、定格値ＩTを基準として比例
的に増加するように、変速手段８を制御していると言う
ことができる。
【００４７】一方、逆負荷側制御部２０は、逆負荷状態
において、速度検出手段１０の検出出力ＶFが変速操作
手段１４で設定された変速上限値ＶAに一致するよう
に、すなわち、 ＶF＝ＶA (５) の関係を満たすように、変速手段８を制御する。
【００４８】変速規制手段２２は、変速操作手段１４で
設定される変速上限値ＶAが予め決められた変速最大値
ＶMAXを超過した場合(ＶA＞ＶMAX)には、変速上限値ＶA
が変速最大値ＶMAX以下になるように、変速上限値ＶAを
制限するものである。すなわち、 ＶA≦ＶMAX (６) の関係を満たすように、変速上限値ＶAを制限する。
【００４９】変速操作手段１４で設定される変速上限値
ＶAが、変速最大値ＶMAX以下であれば、変速規制手段２
２は、省略することも可能である。
【００５０】次に、上記構成の電動装置１の変速制御動
作について、図２に示すフローチャト、および図３に示
す機械式無段変速機４の出力回転数／トルク特性図を参
照して説明する。
【００５１】電動機４が起動された後、変速操作手段１
４の図示しない変速レバーを操作すると、変速操作手段
１４からは、その操作量に応じた大きさの変速上限値Ｖ
Aの信号が出力され、この変速上限値ＶAのデータが制御
手段１６に取り込まれる(ステップ１)。
【００５２】また、電動機４の起動によって、機械式無
段変速機２も動作されるので、速度検出手段１０および
電流検出器１２からは、それぞれ検出信号ＶF、ＩFが出
力される。そして、両検出信号ＶF、ＩFが同じく制御手
段１６に取り込まれる(ステップ２、３)。
【００５３】制御手段１６は、これらの変速上限値
ＶA、検出信号ＶF、ＩFの各データに基づいて次の制御
を行う。
【００５４】まず、変速操作手段１４で設定される変速
上限値ＶAが予め決められた変速最大値ＶMAX以下か否か
を判断する(ステップ４)。
【００５５】変速上限値ＶAが変速最大値ＶMAXを超過し
ている(ＶA＞ＶMAX)の場合には、変速規制手段２２は、
変速上限値ＶAが変速最大値ＶMAX以下になるように、す
なわち、前述の(６)式の関係を満たすように、変速上限
値ＶAを制限する(ステップ５)。
【００５６】このため、変速操作手段１４で変速上限値
ＶAをさらに増加させて電動装置１を加速しようとして
も、この変速規制手段２２によって機械式無段変速機２
の出力軸の出力回転数Ｎが、変速最大値ＶMAXに対応し
た最大回転数ＮMAXに制限される。
【００５７】一方、ステップ４において、変速操作手段
１４で設定される変速上限値ＶAが変速最大値ＶMAX以下
(ＶA≦ＶMAX)と判断された場合には、制御手段１６は、
電流検出器１２の検出出力ＩFが予め設定した出力回転
数／トルクを決める入力電流値よりも小さいか否かによ
って、機械式無段変速機２の出力軸に加わるのが正負荷
か逆負荷かを判断する(ステップ６)。
【００５８】すなわち、正負荷の場合には、電動機４の
検出出力ＩFは、予め設定された出力回転数／トルクを
決める入力電流値よりも大きくなるが、逆負荷の場合に
は、電動機４での電力消費が抑えられたり、電動機４が
発電状態となるので、その入力電流値よりも小さくな
る。
【００５９】逆負荷と判断された場合には、逆負荷側制
御部２０は、電流検出器１２からの検出出力ＩFは無視
し、速度検出手段１０の検出出力ＶFに基づき、この検
出出力ＶFが変速操作手段１４で設定された変速上限値
ＶAに一致するように、すなわち、前述の(５)式の関係
を満たすように、変速手段８を制御する(ステップ７)。
【００６０】したがって、変速操作手段１４で設定され
た変速上限値ＶAが、機械式無段変速機２の出力軸の回
転数として、たとえばＮ1、Ｎ2、Ｎ3、ＮMAXの内の一つ
に対応しておれば、その回転数Ｎ1、Ｎ2、Ｎ3、ＮMAXが
維持される。つまり、図３において、変速上限値ＶAで
決まる出力回転数がＮ1のときには、符号a1で示す直線
に沿って、Ｎ2のときには、符号a2で示す直線に沿っ
て、Ｎ3のときには符号a3で示す直線に沿って、さら
に、ＮMAXのときには符号aMAXで示す直線に沿って、そ
れぞれ出力回転数／トルク特性が変化する。
【００６１】一方、ステップ６において、正負荷と判断
された場合には、さらに、前述の(１)式に基づいて入力
電流の最大値ＩMAXを算出し(ステップ８)、電流検出器
１２の検出出力ＩFがこの入力電流の最大値ＩMAX未満か
否かを判断する(ステップ９)。
【００６２】そして、電流検出器１２の検出出力ＩFが
ＩMAX未満(ＩF＜ＩMAX)であると判断された場合には、
減速手段１８aは、速度検出手段１０および電流検出器
１２からの両検出出力ＶF、ＩFに基づき、電流検出器１
２の検出出力ＩFが大きくなるのに従って、速度検出手
段１０の検出出力ＶFが変速上限値ＶAから漸次直線的に
小さくなるように、すなわち、前述の(２)式の関係を満
たすように、変速手段８を制御する(ステップ１０)。
【００６３】したがって、変速操作手段１４で設定され
た変速上限値ＶAが、機械式無段変速機２の出力軸の回
転数として、たとえばＮ1、Ｎ2、Ｎ3、ＮMAXの内の一つ
に対応しておれば、負荷が大きくなるのに伴って、出力
軸の回転数ＮがＮ1、Ｎ2、Ｎ3、ＮMAXの内の一つの値か
ら次第に小さくなる。つまり、図３において、変速上限
値ＶAで決まる出力回転数がＮ1のときには、符号b1で示
す直線に沿って、Ｎ2のときには、符号b2で示す直線に
沿って、Ｎ3のときには符号b3で示す直線に沿って、さ
らに、ＮMAXのときには、符号bMAXで示す直線に沿っ
て、それぞれ出力回転数／トルク特性が変化する。
【００６４】一方、ステップ９において、電流検出器１
２の検出出力ＩFが最大値ＩMAX以上(ＩF≧ＩMAX)である
と判断された場合には、過負荷許容手段１８bは、速度
検出手段１０および電流検出器１２からの両検出出力Ｖ
F、ＩFに基づき、速度検出手段１０の検出出力ＶFが減
少するのに従って、電流検出手段１２の検出出力ＩFが
定格値ＩTから漸次直線的に増加するように、すなわ
ち、前述の(３)式の関係を満たすように、変速手段８を
制御する(ステップ１１)。
【００６５】これは、見方を変えると、次の制御を行っ
ているとも言える。
【００６６】いま、前述の(４)式を、速度検出手段１０
の検出出力ＶFとして表す式に変形すると、 ＶF＝ＶMAX−(１／k1)・(ＩF−ＩT) (７） となる。
【００６７】したがって、（７)式の関係から、変速操
作手段１４で設定された変速上限値ＶAとは無関係に、
負荷の増大に伴い電流検出器１２の検出出力ＩFが大き
くなるのに従って、速度検出手段１０の検出出力ＶFが
変速最大値ＶMAXから次第に小さくなるように、つま
り、図３の符号cで示す直線に沿って出力回転数／トル
ク特性が変化される。
【００６８】このため、特に低速側において定格値を越
えて大きなトルクを発生させることができ、電動台車等
に適用した場合においては、段差などを乗り越えること
ができる。
【００６９】なお、本例のように過負荷許容手段１８b
を設けることは、電動機４の定格値を越えて大きなトル
クを一時的に発生できる利点があるので好ましいが、過
負荷許容手段１８bを省略し、電流検出器１２の検出出
力ＩFが定格値を越えないような制御を行うことも可能
である。
【００７０】この場合には、図３において、減速手段１
８aが、負荷の増大に伴い、前述の(２)式の関係を満た
すように変速手段８を制御して、たとえば、符号b1、
b2、b3、bMAXの一つの直線に沿って出力回転数／トルク
が変化した後、図３の一点鎖線で示す曲線dと交わる位
置に到達したとき、さらに負荷が増大すると、この一点
鎖線の曲線dに沿って出力回転数／トルクが変化する。
【００７１】上記の実施例では、負荷検出手段１２とし
て電流検出器で構成したが、電動機４の出力軸にマグネ
チックセンサ等の回転検出器を設けて電動機４のスリッ
プ率を検出するスリップ率検出手段で構成することもで
きる。
【００７２】電動機４が小容量のモータでは、抵抗器等
の電流検出器を設ければ容易に負荷の検出が可能である
が、大容量のモータでは適用が困難であるため、電流検
出器に代えてスリップ率検出手段で負荷を検出すること
ができる。
【００７３】また、上記の実施例では、速度検出手段１
０を設けているが、これに代えて、機械式無段変速機２
の変速比を検出する変速比検出手段を用いることもでき
る。この変速比検出手段としては、たとえば、機械式無
段変速機２の変速リングの位置を検出することで実現で
きる。
【００７４】この変速比を検出すれば、速度を直接検出
する場合に比べると、次の利点がある。
【００７５】機械式無段変速機２の変速比が一定であっ
ても、機械式無段変速機２の出力回転数が、電動機４の
特性により変化するので、速度を直接検出する場合は、
図３の出力回転数／トルク特性が変化するが、変速比を
検出する場合は、図３の出力回転数／トルク特性が、電
動機４の特性に左右されなくなる。
【００７６】(１)、(４)、(７)式でのk1は、比例定数と
されているが、図３の破線で示す曲線c'のように、機械
式無段変速機２のほぼ低速回転時のみ、曲線dに比較し
てトルクが大きくなるように、速度検出手段１０の検出
出力に基づいてk1を変化させれば、電動機４の定格値を
超過する範囲を狭くすることができる。
【００７７】また、(２)式では、k2も比例定数とされて
いるが、図３のe1、e2、e3、eMAXの各点、およびf2、
f3、fMAXの各点で出力回転数／トルク特性が折れないよ
うに、負荷検出手段１２の検出出力に基づいてk2を変化
させれば、より滑らかな変速を行うことができる。
【００７８】
【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。
【００７９】(１) 請求項１記載に係る電動装置では、
正負荷状態において、負荷が小さくなっても、出力軸の
回転速度は予め設定された変速上限値を越えることがな
い一方、負荷が大きくなれば、これに応じて出力軸の回
転速度が変速上限値よりも低下されてトルクが漸次増加
される。つまり、トルク制御が連続的に実行されるた
め、滑らかな変速が行われる。しかも、逆負荷状態にお
いても予め設定された変速上限値を越えることがないの
で、装置が勝手に暴走するのが防止される。
【００８０】(２) 請求項２記載に係る構成の電動装置
では、正負荷状態において、負荷が大きくなって、電動
機の定格値を越える場合でも、電動機が焼損等を生じな
い程度の許容範囲内でトルク制御が行われるため大きな
トルクを発生させることができる。
【００８１】(３) 請求項３記載に係る電動装置では、
電動機に小容量のモータを使用する場合に、簡単な回路
構成で負荷の大きさを検出することができる。
【００８２】(４) 請求項４記載に係る電動装置では、
電動機に大容量のモータを使用する場合に、簡単な回路
構成で負荷の大きさを検出することができる。
【００８３】(５) 請求項５記載に係る電動装置では、
機械式無段変速機の出力回転数／トルク特性が、電動機
の特性に左右されなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る電動装置のブロック図で
ある。
【図２】図１の電動装置の変速制御の動作説明に供する
フローチャートである。
【図３】本発明の電動装置の変速制御における機械式無
段変速機の出力回転数／トルク特性を示す説明図であ
る。
【図４】電動装置に適用される機械式無段変速機の構成
図である。
【図５】図４の機械式無段変速機の出力回転数／トルク
特性を示す説明図である。
【図６】従来の電動装置における変速制御に伴う機械式
無段変速機の出力回転数／トルク特性の説明図である。
【図７】従来の電動装置における他の変速制御に伴う機
械式無段変速機の出力回転数／トルク特性の説明図であ
る。
【符号の説明】
１…電動装置、２…機械式無段変速機、４…電動機、８
…変速手段、１０…速度検出手段、１２…負荷検出手段
(電流検出器)、１４…変速操作手段、１６…制御手段、
１８…正負荷側制御部、１８a…減速手段、１８b…過負
荷許容手段、２０…逆負荷側制御部、２２…変速規制手
段。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 59:68

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機械式無段変速機の入力軸を駆動する電
    動機と、機械式無段変速機の出力軸の回転速度を変速す
    る変速手段と、機械式無段変速機の出力軸の回転速度を
    検出する速度検出手段と、機械式無段変速機の出力軸に
    加わる負荷の正負および電動機に加わる負荷の大きさを
    検出する負荷検出手段と、機械式無段変速機の出力軸の
    回転速度の変速上限値を設定する変速操作手段と、この
    変速操作手段で設定された変速上限値、ならびに速度検
    出手段と負荷検出手段との両検出出力に基づいて前記変
    速手段を制御する制御手段とを備え、 前記制御手段は、正負荷状態において変速手段を制御す
    る正負荷側制御部と、逆負荷状態において変速手段を制
    御する逆負荷側制御部とを有し、 正負荷側制御部は、負荷検出手段の検出出力が大きくな
    るのに従って、速度検出手段の検出出力が変速操作手段
    で設定された変速上限値から漸次小さくなるように前記
    変速手段を制御する減速手段を含む一方、 逆負荷側制御部は、逆負荷状態において、速度検出手段
    の検出出力が変速操作手段で設定された変速上限値に一
    致するように前記変速手段を制御するものであることを
    特徴とする電動装置。
  2. 【請求項２】 前記正負荷側制御部は、負荷検出手段の
    検出出力が電動機の定格値を越えている場合には、速度
    検出手段の検出出力が減少するのに応じて、負荷検出手
    段の検出出力が定格値を基準として漸次増加するよう
    に、変速手段を制御する過負荷許容手段を含むことを特
    徴とする請求項１記載の電動装置。
  3. 【請求項３】 前記負荷検出手段は、電動機に供給され
    る電流を検出する電流検出手段である請求項１または請
    求項２に記載の電動装置。
  4. 【請求項４】 前記負荷検出手段は、電動機のスリップ
    率を検出するスリップ率検出手段である請求項１または
    請求項２に記載の電動装置。
  5. 【請求項５】 速度検出手段に代えて、機械式無段変速
    機の変速比を検出する変速比検出手段を用いることを特
    徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電
    動装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100228451A1 (en) * 2009-03-09 2010-09-09 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Hydraulic pressure controlling apparatus
JP2011073573A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Jatco Ltd 電動駆動ユニット

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100228451A1 (en) * 2009-03-09 2010-09-09 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Hydraulic pressure controlling apparatus
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