(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主として円錐形ディスクの形を有するそれぞれ少なくとも１つの軸方向シフト可能なエレメント（５，６）を有している駆動側および被駆動側と、さらに、スリップ特性に影響を与えることが可能な、駆動側と被駆動側との間の機械的な作用結合を形成するための作用手段（９）とを備えた、変速比を無段式に調節可能な巻掛け伝動節式変速機として形成された無段変速機を制御する装置において、
−軸方向シフト可能なエレメント（５，６）のうちの少なくとも一方のエレメントの軸方向シフトを検出するためのシフト検出手段（２９）が設けられており、
−調整手段（１８〜２５，３３〜３９）が設けられており、該調整手段によって、前記作用手段（９）のスリップが、軸方向シフト可能なエレメント（５，６）のうちの少なくとも一方のエレメントの検出されたシフトに関連して、予め規定可能な目標値に調節されるようになっており、
それぞれ回転数検出とシフト検出とのために、唯１つのセンサ（２９）の出力側信号が評価されるように、検出手段が構成されており、
軸方向運動可能なディスク（２８）の軸方向シフトと回転数とが、該ディスクに対して空間的に定置に配置された前記センサ（２９）によって測定されるようになっており、このディスク（２８）が、該ディスクの周面に延びる、前記センサ（２９）によって検出可能な領域（１００）を有しており、該領域が、前記センサ（２９）によって検出可能な構造を有しており、しかも該構造は、ディスクの軸方向シフトがセンサ信号の有意な変化によって表わされるように形成されている。
ことを特徴とする、無段変速機を制御する装置。
【請求項２】
作用手段（９）として、少なくとも１つのベルト、有利には摺動コマ板ベルト、またはチェーンが、駆動側と被駆動側とを形成するディスク対相互間に張設されており、作用手段と、該作用手段を張設するディスク対との間のスリップが調整可能である、請求項１記載の装置。
【請求項３】
スリップを調整するために、目下のスリップ値（Ｓist）が、規定可能な目標値（Ｓsoll）と比較されるように前記調整手段（１８〜２５，３３〜３９）が構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項４】
駆動側および被駆動側の円錐形ディスク（５，６）の回転数を検出するための第１および第２の回転数検出手段（１３，１４）が設けられており、このようなセンサ手段の出力側信号（ＮP，ＮS）が調整手段（１８〜２５，３３〜３９）に供給されるようになっている、請求項１記載の装置。
【請求項５】
目下のスリップ（Ｓist）の検出のために、第１、第２および第３の検出手段（１３，１４，１７）の出力側信号が評価されるように調整手段（１８〜２５）が構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項６】
軸方向運動可能なディスク（２８）のシフトと回転数とが、このディスクに対して空間的に定置に配置されたセンサ（２９）によって測定されるようになっており、かつこのディスク（２８）が、該ディスク（２８）の周面に延びる、前記センサ（２９）によって検出可能な領域（１００）に、三角形、鋸歯形またはこれに類似のパターンの形の有意な表面構造を有している、請求項１記載の装置。
【請求項７】
スリップ調整装置が、有利には一次側回転数の、最小回転数（Ｎpmin）を上回って初めて作動されるように前記調整手段（１８〜２５，３３〜３９）が構成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
背景技術
本発明は、請求項１もしくは請求項１３の上位概念に記載の、変速比を無段式に調節可能な無段式変速機を制御する装置もしくは方法に関する。
本発明は、電気油圧により作動する無段式の巻掛け伝動節式変速機（ＣＶＴ）の従来から汎用のベルト張力調整装置の代わりとなるものである。第１図には、このような変速機の構造が断面で示されている。内燃機関１の生ぜしめられたエンジントルクＭmに、スロットルバルブ２により影響を与えることができる。このスロットルバルブ２は、例えば機械的または電気的に運転ペダル（図示せず）に連結されている。この内燃機関１は大抵の場合、クラッチおよび／または変換器３によってＣＶＴ変速機４の駆動側（一次側）に連結されている。ＣＶＴ変速機４の被駆動側（二次側）は後置の伝動装置（図示せず）を介して車両の車輪に結合されている。このＣＶＴ変速機は一次側と二次側とに、軸方向シフト可能な各１つの円錐形ディスク５，６を有している。変速比を調節するために、オイル室７には適当な一次側圧力Ｐpが発生し、オイル室８には適当な二次側圧力Ｐsが発生する。一次側圧力Ｐpと二次側圧力Ｐsとの調節値を適宜に選択することにより、以下の２つの点が保証されなければならない。
（１）変速機の変速比ｉが、一次側回転数Ｎpおよび二次側回転数Ｎsの所望の比に相当すること。
（２）力を伝達する摺動コマ板ベルトの（もしくはチェーン、ベルト）が十分に強力にデスクに圧着することにより、摺動コマ板ベルト９の空滑りが阻止されること。
上の（１）で述べた点は、電気油圧式の変速比調整装置または一次側回転数調整装置１０によって実現される。（２）で述べた点に対しては、ベルト張力調整装置１１が使用される。
変速比を調整しかつベルト張力を調整するために、内燃機関１とＣＶＴ変速機４とには、回転数センサ１２，１３，１４が設けられている。これらの回転数センサは、エンジン回転数Ｎmと一次側回転数Ｎpと二次側回転数Ｎsとを検出する。
第１図で示したしばしば使用されるマスタ−・スレイブ原理（Master-Slave-Prinzip）においては、二次側圧力Ｐsはベルト張力を調節するために役立ち、一次側圧力Ｐpは変速比もしくは一次側回転数を調節するために役立つ。選択的に可能なパートナー原理（Partner-Prinzip）においては、ベルト張力調整装置が一次側圧力にも二次側圧力にも影響を与える。
一般的に言えることは、ベルト張力調整装置のために、圧力の大きさＰBの形の調節信号が提供されることである。文献からは、ベルト張力を調整するための多数の方法が公知であるが、これらの方法は全て似たような形で働く。以下に説明のために欧州特許出願公開第４５１８８７号明細書を引用する。
このために第２図は、この明細書において説明されたベルト張力調整装置を示している。スロットルバルブ角度βとエンジン回転数Ｎmとから、特性曲線群３４によって、生ぜしめられたエンジントルクＴmが規定される。ブロック３８，３５によって、変換器によって生ぜしめられた一次側トルクＴprを算出することができる。ブロック４５がＣＶＴの変速比を算出する。ブロック４６によって、この変速比と一次側トルクＴprとから、二次側トルクＴsecを算定することができる。ブロック４９によって、変速比から二次側半径Ｒsecが算出される。この二次側半径と二次側トルクＴsecとから、ブロック５２によって、最小限必要な二次側圧力Ｐsecが結論される。リザーブ圧力がブロック６４で加算（Aufschlag）されたあと、この信号は低域フィルタ６８によって平滑化される。次いで、遠心力により二次側ディスクに生ぜしめられる平均圧力Ｐsec（CENTR）がブロック６０によって上記圧力から差引かれる。さらにこの圧力６３の結果が、路面の凹凸９４を測定するためのセンサ信号によって影響を与えられ、次いで、リミッタ１６８によって選択可能な範囲に制限される。これまでの算出の結果Ｐsec（TV）は今や従属の圧力調整回路７０，７２等によってさらに使用される。このような圧力調整回路は、二次側ディスクにおいて、最終的に圧力Ｐsec（MV）が値Ｐsec（DV）に調節されるのに役立つ。
本発明の課題は、公知の変速比を無段式に調節可能な無段変速機において、従来の汎用のベルト張力調整装置を改善することである。
この課題は請求項１および請求項１３に記載の特徴により解決される。
発明の利点
本発明によれば、従来から汎用のベルト張力調整装置に代えて、スリップ調整装置を使用しようとしている。このために、センサにより、ベルトのスリップ、ひいては空滑りが検出され、スリップが変速機の高い効率に応じた許容可能な値を取るように、調節信号ＰBが調節される。
つまり本発明は、変速比を無段式に調節可能な無段変速機を制御する装置であって、駆動側と被駆動側と、スリップ特性に影響を与えることが可能な、駆動側と被駆動側との機械的な作用結合を形成するための作用手段とが設けられている形式のものから出発する。このような変速機は例えば既に説明した第１図に示されている。本発明によれば作用結合部のスリップが規定可能な目標値に調節される。このために、適当な調整手段が設けられている。スリップを本発明のように調整することにより、既に述べたように、変速機の高い効率に応じた許容可能な値にこのスリップを調整することができる。これにより、以下に述べる（１）〜（４）の利点が得られる。
（１）作用手段、一般的には摺動コマ板ベルト、ベルトまたはチェーンの空滑りが確実に阻止される。公知の手段の場合、空滑りを確実に阻止するためには、圧着圧を極めて高く規定しなければならない。しかしながら、路面の凹凸や、ブレーキ操作や、シフトダウンや、動的な負荷変動による、伝達しようとするトルクの短時間における上昇が問題を招く。これにより空滑りを回避するための付加的な手段が必要となる。
（２）変速機が高い効率で働く。
（３）平均圧力レベル、ひいては油圧ロスが減じられる。
（４）従属の圧力調整装置の精度への要件が減じられる。
既に背景技術のところで説明したように、変速機は巻掛け伝動節式変速機であってよく、駆動側および／または被駆動側が少なくとも１つの軸方向シフト可能なエレメントを有することができる。このエレメントは主として円錐形ディスクの形を有している。さらに作用手段としては、少なくとも１つのベルト、有利には摺動コマ板ベルト、またはチェーンが、駆動側と被駆動側とを形成するディスク対相互間に張設されていてよい。作用手段と、この作用手段を張設するディスク対との間に生じるスリップを調整することができる。
スリップを調整するために目下のスリップが、規定可能な目標値と比較されるように、調整装置もしくは調整手段が構成されると特に有利である。
スリップを調整するために、本発明によれば２つの解決手段が考えられる。第１の解決手段は付加的なセンサを必要とし、これに対して第２の解決手段は、一次側および／または二次側で従来から使用されている回転数センサに変更を加えたものである。
これらの両手段の場合、駆動側および／または被駆動側の円錐形ディスクの回転数を検出するための第１および第２の検出手段が設けられており、このようなセンサ手段の出力側信号が調整手段に供給されるようになっているので有利である。
第１の解決手段の場合、ディスク対相互間に張設された作用手段の速度を検出するための第３の検出手段が設けられているので有利である。特にこの第１の解決手段の場合、目下のスリップを検出するために、第１、第２および第３の検出手段の出力側信号が評価される。
第２の解決手段における基本的な考えは、回転数センサによって、運動可能な円錐形ディスクの軸方向変位をも同時に測定することができ、この軸方向変位から、スリップがゼロの場合のＣＶＴの基準変速比を推論することができることである。
第２の解決手段においては、軸方向シフト可能なエレメントのうちの少なくとも一方の軸方向シフトを検出するための検出手段が設けられているので有利である。特に、この第２の解決手段の場合、このような検出手段は、それぞれ回転数検出とシフト検出とのために唯１つのセンサの出力側信号が評価されるように構成されている。
軸方向運動可能なディスクの軸方向シフトと回転数とが、このディスクに対して空間的に定置に配置されたセンサによって測定され、センサによって検出可能な、ディスクの周面に延びる領域を有していると有利である。このような領域は、センサによって検出可能な構造を有しており、この構造は、ディスクの軸方向シフトがセンサ信号の有意な変化によって表されるように形成されている。
特に、軸方向運動可能なディスクの回転と軸方向シフトとを測定するために、センサにより検出可能な、ディスクの周面に延びる領域が、三角形、鋸歯形またはこれに類似のパターンの形の有意な表面構造を有していてよい。
第２の解決手段の利点は、本発明によるスリップ調整のために、付加的なセンサが必要とならないことである。
本発明によるスリップ調整装置は、有利には一次側回転数の、最小回転数を上回って初めて作動されると有利である。
本発明のさらに別の有利な構成は、他の請求項および以下に説明する実施例から判る。
図面
第３図には、第１および第２の変化形に基づくスリップ調整装置のフローチャートが示されている。
第４図には、第１の変化形に基づくスリップ調整装置のためのベルト速度センサの配置関係が示されている。
第５図には、第１の変化形のスリップ調整装置のブロック回路図が示されている。
第６図〜第８図には、第２の変化形に基づくスリップ調整装置の１実施例が示されている。
このうち第６図には、第２の変化形の回転数センサの独自の実施例が示されている。
第７図は、組合わせ式の回転数・変速比センサのパルスを示した線図である。
第８図は、第２の変化形に基づいたスリップ調整装置のブロック回路図を示したものである。
実施例
以下に本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
第３図に示されたスリップ調整装置の制御アルゴリズムは常に、一次側回転数Ｎpの絶対値が一次側最小回転数Ｎpmin（定数）よりも大きいか否かを試験する（ステップＳ１）。大きくない場合には、ステップＳ２において調節信号ＰB（マスター・スレイブ原理の場合には二次側圧力Ｐsに等しい）が一定の値ＰBmin（定数）にされる。その他の場合には、ステップＳ３において、第５図もしくは第８図に示したようなスリップ調整装置のアルゴリズムが働き、調節信号は、そのアルゴリズムで検出された値にされる。この調節信号の更なる処理は、既に述べた欧州特許出願公開第４５１８８７号明細書に記載されたような従属の圧力調整装置によって行われる。
第４図には、第１の変化形に基づく本発明による配置関係が示されている。一次側ディスク１５と二次側ディスク１６との間には、誘導速度センサまたはホール速度センサ１７が配置されている。このようなセンサにより、摺動コマ板ベルト９の速度ＶBが測定される。適宜な組付け場所を選択することにより、変速機の選択可能な全ての変速比において、センサとベルトとの相互間隔が小さく維持されて、十分に良好なセンサ信号が得られることが保証される。
第５図ブロック１８においては、２つの信号、つまり一次側回転数Ｎpと二次側回転数Ｎsとから、総計して最大の回転数Ｎmaxと、総計して最小の回転数Ｎminとが検出される。総計して最小の回転数Ｎminとベルト速度ＶBとから、ブロック１９において半径Ｒmaxが次のように算出される。
Ｒmax＝｜ＶB／Ｎmin｜＊（３０／２π）
このような信号は、低域フィルタ２０によって平滑化される。次いで特性曲線群ブロック２１によって、半径Ｒminが算出される。
Ｓist＝１−｜Ｎmax＊（Ｒmin／ＶB）｜＊（π／３０）で示された方程式により、ブロック２２において、スリップ実際値Ｓistが算出される。ブロック２３によって変速比Ｉが次のように算出される。
Ｉ＝Ｎp／Ｎs
一次側回転数Ｎpと変速比Ｉとを使用して、ブロック２４において、スリップ目標値が所定の特性曲線群から検出される。合計個所２５がスリップ目標値とスリップ実際値との差を形成する。ＰＩＤ調整器２６が調節信号ＰBuを生ぜしめる。このような調節信号は、リミッタ２７によって最小値と最大値とに応じて制限される。こうして得られた信号は、従属の圧力調整器２７．１（第２図参照）に供給される調節信号ＰBである。
第６図には、スリップ調整装置の第２の変化形が示されている。この第２の変化形は、一次側回転数および／または二次側回転数を測定するために、変更を加えた１つまたは複数の回転数センサを使用する。このような回転数センサは同時に変速比センサとしても利用される。可能な構造が第６図において一次側ディスクを例にとって示されている。
軸方向運動可能なディスク２８は、例えばフライス加工により、外周面に変更を加えられて、三角形、鋸歯形またはこれに類似のパターン１００が生ぜしめられる。このパターンはディスク回転時に誘導センサ２９に信号を生ぜしめて、回転数の情報も、運動可能なディスクの軸方向位置に関する情報も、この信号から読取ることができるようになっている。この誘導センサ２９によって検出可能なパターン１００は、勿論誘導センサ２９によって検出可能な、このような領域における異なる材料特性によって得ることもできる。例えば、これと関連して、異なる磁気特性が考慮されることが望ましい。
第７図は、例えばディスクの回転時に第６図に示した誘導センサ２９によって生ぜしめることができるようなパルスの線図である。両側部３０，３１相互間のの時間的な間隔Ｔ1を回転数信号Ｎp；Ｎsに換算することができる（このような換算は文献から十分に公知である）。両側部３０，３２相互間の間隔Ｔ2を両側部３０，３１相互間の間隔Ｔ1と比較すると、運動可能な円錐形ディスク２８の軸方向変位を算出することができる。
第８図に示したように、センサ２９の出力側信号がブロック２９．１において、第７図につき説明したように評価される。ブロック３３によって、第７図につき説明したように信号Ｔ1，Ｔ2から円錐形ディスクの軸方向変位Ｘaが算出され、低域フィルタ３４によって平滑化される。これから特性曲線群ブロック３５は変速比ｉ０を規定する。スリップがゼロであるなら、この変速機はこのような変速比を有していることになる。ブロック３６が一次側回転数Ｎpと二次側回転数Ｎsとから変速比Ｉを検出する。ブロック３７は次の公式、つまり
Ｓist＝１−（Ｉ０／Ｉ）
に基づきスリップ実際値Ｓistを算出する。スリップ目標値がブロック３８において所定の特性曲線群によって、変速比Ｉと一次側回転数Ｎpとに関連して規定される。合計個所３９がスリップ目標値とスリップ実際値との差を形成する。このような差はＰＩＤ調整器４０によって調節信号ＰBuに換算される。次いでこの調節信号がブロック４１によって最小値と最大値とに応じて制限されることにより、信号ＰBが供給される。この信号ＰBは第２図につき説明したように、従属の圧力調整器４１．１に供給される。
要約すれば、本発明に関して次のように言うことができる。すなわち、
電気油圧により作動可能な無段式の巻掛け伝動節式変速機のためには、チェーン、摺動コマ板ベルトまたはこれに類似のものが空滑りしないような大きさに、運動可能な円錐形ディスクにおける圧着圧を選択しなければならない。しかしその反面、どの作業点においても変速機の高い効率を得るために、この圧着圧は余り高くないのが望ましい。本発明は、ベルト（チェーン、摺動コマ板ベルトまたはこれに類似のもの）の空滑りを、ベルトスリップを調整することにより確実に阻止する。これにより、平均圧着圧が減じられる。従って、変速機における機械的かつ油圧的なロスが低減する。本発明の１変化形には、円錐形ディスクの軸方向の位置も検出可能であるような回転数センサが構成されている。これにより、ベルト張力調整装置の場合に比べてスリップ調整装置のために必要となる付加的な手間が減じられる。
【図１】
0003720842.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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