JPS582560B2 - 変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 出力軸の回転速度を無段階に変える無段変速装置には、
直流電動機等の可変速電動機のように変速を電気的に行
うものと、人力軸が誘導電動機により一定速度の下に回
転されていて伝動系上の要素としての円錐形転子の有効
半径を変えることにより変速を機械的に行う機械式無段
変速機とが知られている。

これらの無段変速装置はそれぞれが次のような利点と欠
点をもつ。

先ず可変速電動機について言えば、一般的にはすぐれた
制御特性を示すが、減速時に制動トルクを発生しないの
で、慣性が大きい負荷が加わっているときにおける減速
時の速度整定か悪い。

直流電動機の逆並列制御のように制動トルクを発生し得
る方式の採用も考えられるが、このような方式の場合で
も回転子の発熱等の関係よりして得られる制動トルクの
大きさは比較的小さい。

一方、機械式無段変速機の場合には、摩擦による内部損
失を無視すれば、「人力軸の回転速度／出力軸の回転速
度」が「出力軸に加わるトルク／入力軸に加わるトルク
」に等しいと云う関係（人力軸の回転速度×人力軸に加
わるトルク＝出力軸の回転速度×出力軸に加わるトルク
と云う関係）があるため、出力軸の回転速度が低くなる
ほど出力軸に加わるトルクが増大すると云う好ましいト
ルク特性をもつので、慣性が大きい負荷が加わっている
ときにおける減速時の速度整定か可変速電動機の場合よ
り遥かに良好であるが、反面において、速度制御の応答
性が比較的悪い。

可変速電動機および機械式無段変速機が以上において説
明した事情の下にあり、それぞれが不満足な点をもつも
のであることにかんがみ、本発明は、速度設定電圧およ
び負荷の変動に対し、変速の応答性が改善された変速制
御装置を提供することを目的とするもので、本発明を図
に関連して説明すれば次の如くである。

第１図において、１は可変速電動機、２はそれにより駆
動される機械式無段変速機、３は負荷である。

機械式無段変速機の出力軸（変速制御装置の出力軸）の
回転速度は速度設定部４に投入される信号電圧により制
御される。

上記の信号電圧による速度制御系は、機械式無段変速機
２の出力軸により駆動されてこの出力軸の回転速度に比
例する正電圧を作る速度電圧発生器５と、電圧比較器６
と、サイリスタの位相制御回路７とをもつ第１の系と、
機械式無段変速機２の変速比を変える部分（以下、変速
要素と呼ぶ。

）を動かすサーボモータ８と、変速要素の位置を定める
だめの電圧を発生する電圧発生器としてのポテンシオメ
ータ９と、電圧比較器１０と、差動増幅器１１とをもつ
第２の系とを含む。

第２の系は、変速設定部４に入った人力電圧を抵抗１２
を通してレベルを落した電圧と、ポテンシオメータ９の
発生電圧とを電圧比較器１０において比較し、比較電圧
を差動増幅器１１を経てサーボモータ８に加える。

これにより、機械式無段変速機２の変速要素は伝動系上
の円錐車の有効半径が人力信号電圧の大きさに応じる値
をとる如く動かされる。

第１の系は上記の如く第２の径が入力信号に応ずる位置
をとる状態において動作する。

この系は速度電圧発生器５において発生される電圧と入
力信号電圧とを電圧比較器６により比較し、比較電圧に
よりサイリスタの位相制御回路７を制御する。

第２の系は機械式無段変速機２の変速要素に人力信号電
圧に対応する位置をとらすものであるが、出力軸の速度
電圧Ｅ２（速度電圧発生器５において発生される電圧）
が速度設定用の信号電圧Ｅ１を超えると、負電圧△Ｅ＝
Ｅ１−Ｅ２＜０がそれを通過させるダイオード等の判別
器１３を通して比較器１０に加わることよりして、上記
の対応が一時的にくずされる。

一方、上記とは逆に、出力軸の速度電圧Ｅ２が速度設定
用の信号電圧Ｅ１以下のときは、位相制御回路７には０
または正の電圧信号が与えられ、その場合には判別器１
３を通して比較器１０に信号が与えられない。

判別器１３を通して加わる負電圧△Ｅは制動用のもので
、さきに指摘した抵抗１２はこの負電圧△Ｅを比較的大
きくするために設けられている。

判別器１３に適当な増幅部を含ませれば抵抗１２を省く
こと（抵抗１２のみを省くこと）ができる。

比較器１０に負電圧△Ｅが余分に加わると、サーボモー
タ８は機械式無段変速機の変速要素を正規位置（人力信
号電圧とポテンシオメータ９の発生電圧との間の１：１
の対応により定まる変速要素位置）より低速側に動く。

負電圧△Ｅが比較器１０に加わって変速要素が減速側に
動くようになった原因は、速度電圧発生器５において発
生した電圧が人力信号電圧を超えたこと、換言すれば、
何等かの制動を可変電動機および機械式無段変速機に加
えなければ速度制御の忠実性が害われるようになったこ
とにある。

この原因と、変速要素が減速側に動かされた結果とを対
比すれば容易に了解し得る如く、原因の存在により必要
とされる制動が、結果としての変速要素の減速側移動に
より自動的に行われることとなっているのである。

さきに指摘されたように従来の機械式無段変速機はすぐ
れたトルク特性をもつが、反面において、速度応答性が
悪い。

これは第２図ａに示すような減速信号電圧ｐ→ｑ→ｒ→
ｓが加わり出力軸の回転速度をＮ１よりＮ２に落す指示
がなされるとき、機械式無段変速機の変速要素が回転速
度Ｎ１に対応する位置より回転速度Ｎ２に対向する位置
に漸近的に移動するためである。

（変速要素の移動は出力軸の回転速度が所期の回転速度
に近付くにつれて遅くなる。

）本発明によるものは、第２図に示すような減速信号電
圧が加わるときに生じる状態、すなわち、入力信号電圧
Ｅ１がｑ点よりｒ点にまで下がり、従って速度電圧発生
器５において発生される速度電圧Ｅ２がＥ１に等しい値
をとる如く機械式無段変速機の変速要素がｑ点に対応す
る位置よりｒ点に対応する位置への移動が要請されると
き、変速要素の移動が漸近的に行われずに、「ｑ点に対
応していて出力軸にＮ１と云う回転速度を与える変速位
置」→「ｒ点より低い信号電圧に対応していてｒ点に対
応して出力軸に与えられるべき回転速度Ｎ２より低い回
転速度を与える変速位置」→「回転速度Ｎ２に対応する
変速位置」と云う経過の下に変速要素の移動が一時的の
オーバーランを伴って行われるのであって、変速要素に
起る一時的のオーバーランには、さきに説明したように
負電圧△Ｅ＝Ｅ１−Ｅ２＜０が利用されているのである
。

第２図ｂは、出力軸の回転速度に応ずる速度電圧と設定
を変更された信号電圧との比較による差電圧△Ｅ＜０が
判別器１３を介して第２の系の比較器１０に追加的に入
ることにより、負電圧△Ｅが追加的に入らない場合に比
し出力軸の回転速度がＮ２に落着くまでの時間が短くな
ることを示す。

この図において、ｔ１，ｔ２は出力軸の回転速度をＮ２
にするべしとの信号が入った時点より出力軸の回転速度
が実際的にＮ２となる時点までの経過時間で、ｔ１は負
電圧△Ｅが比較器に追加的に入る場合のもの、ｔ２は負
電圧△Ｅが存在しない状態下の制御の場合のものである
。

経過時間がｔ２より小さいｔ１ですまされるのは負電圧
△Ｅの追加のため、サーボモータ８には負電圧△Ｅに相
当する量たけ変速要素をＮ２より低い回転速度を与える
位置まで動かすべしとの信号に置き変えられるためであ
る。

この置き変えは△Ｅ＝Ｅ１−Ｅ２が０または正の値をと
るようになったときにやむ。

以上において説明したように、本発明による変速制御装
置は可変速電動機と機械式無段変速機とが組合され、機
械式無段変速機の制御系に関連して、出力軸の回転速度
の減少（減速）が人力信号に対する応答性をよくして行
われるようにしたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による変速制御装置の構成を例示するブ
ロック線図、第２図はその制御効果の説明用グラフ線図
である。 １・・・可変速電動機、２・・・機械式無段変速機、３
・・・負荷、４・・・速度設定部、５・・・速度電圧発
生器、６・・・電圧比較器、７・・・位相制御回路、８
・・・サーボモータ、９・・・ポテンシオメータ、１０
・・・電圧比較器、１１・・・差動増幅器、１２・・・
抵抗、１３・・・判別器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可変速電動機とこの可変速電動機により人力軸を駆
   動される機械式無段変速機とより成り、機械式無段変速
   機の出力軸の回転速度に比例する信号電圧を速度設定用
   信号電圧に比較しつつ可変速電動機の速度制御を行う第
   １の系と、機械式無段変速機の変速比を変える部分とし
   ての変速要素の位置を速度設定用信号電圧に対応させて
   定めると共に機械式無段変速機の出力軸の回転速度に比
   例する信号電圧が速度設定用信号電圧より大きくなった
   ことを判別して機械式無段変速機の変速要素と速度設定
   用信号電圧との間の上記対応を一時的にくずしこれらの
   信号電圧の差により機械式無段変速機の変速要素を減速
   側に動かす第２の系とより成る制御系が設けられている
   ことを特徴とする変速制御装置。