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【発明の名称】 電子制御式連続可変トランスミッション
【発明者】 【氏名】エメリー エフ．エム． ヘンドリックス

【氏名】ウィルヘルムス シー．ダブリュ．エム． ルーバース

【氏名】バスティアン エー． ドヘリポン
【要約】 【課題】トランスミッションの動作モ−ドを選択できるようにして制御の可能性を拡大した電子制御式連続可変トランスミッションを提供する。

【解決手段】一次シャフトに取りつけた一次プーリと二次シャフトに取りつけた二次プーリとの間に駆動ベルトを配置し、各プーリは対応する円錐プーリの半部分を有し、そしてこれらのプーリの半部分の少なくとも一つは一次プーリの半部分へ接続された一次運動手段によって軸方向に動くことができ、そして二次プーリの半部分へ接続された二次運動手段によって軸方向に動くことができるようになっている電子式連続可変トランスミッションにおいて、一次圧力の制御用の一次運動手段に結合した一次電子コントロール手段と、二次圧力の制御用の二次運動手段に結合した二次電子コントロール手段とをトランスミッションに設け、電源故障の際はわずかな圧力損失で前記一次圧力を維持する付加的なコントロール手段を設けたことを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一次シャフトに取りつけた一次プーリと二次シャフトに取りつけた二次プーリとの間に駆動ベルトを配置し、各プーリは対応する円錐プーリの半部分を有し、そしてこれらのプーリの半部分の少なくとも一つは一次プーリの半部分へ接続された一次運動手段によって軸方向に動くことができ、そして二次プーリの半部分へ接続された二次運動手段によって軸方向に動くことができるようになっている電子式連続可変トランスミッションにおいて、一次圧力の制御用の一次運動手段に結合した一次電子コントロール手段と、二次圧力の制御用の二次運動手段に結合した二次電子コントロール手段とを前記トランスミッションに設け、電源故障の際はわずかな圧力損失で前記一次圧力を維持する付加的なコントロール手段を設けたことを特徴とする電子式連続可変トランスミッション。
【請求項２】 前記付加的なコントロール手段がスプリングと油圧制御信号の影響下で前記一次運動手段の油圧ラインを閉じたり開けたりするための安全弁を含むことを特徴とする請求項１に記載のトランスミッション。
【請求項３】 電源故障の際は前記二次運動手段が一定の二次圧力を設定するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のトランスミッション。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一次シャフトに取りつけた一次プーリと二次シャフトに取りつけた二次プーリとの間に駆動ベルトを配置し、各プーリは対応する円錐プーリの半部分を有し、そしてプーリの半部分の少なくとも一つは一次プーリの半部分へ接続された一次運動手段によって軸方向に動くことができ、そして二次プーリの半部分へ接続された二次運動手段によって軸方向に動くことができるようになっている電子式連続可変トランスミッションに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】このような電子式連続可変トランスミッションは変速比と駆動ベルトの張力との結合調整を実施する電子装置を含んでいる。
【０００３】このような既知のトランスミッションの欠点は使用者の個々の希望に十分に柔軟に応じる仕方でトランスミッションを作動させるようにはできないということである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は十分制御可能の電子制御式連続可変トランスミッションを提供することであり、そしてトランスミッションの動作モ−ドを選択できるようにすることによって制御の可能性を拡大することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的のため本発明の電子制御式連続可変トランスミッションは、一次運動手段に結合した一次電子制御装置と二次運動手段に結合した二次電子制御装置とをトランスミッションに設けたことを特徴としている。
【０００６】本発明のトランスミッションの利点は、一次電子制御装置と二次電子制御装置との隔離、変速比に影響する融通性と可能性、そして選択される幾つかのパラメータに依存する張力に関して改善が達成されたことである。
【０００７】結果として本発明のトランスミッションの効率はかなり改善され、そして寿命はのびた。
【０００８】
【実施例】本発明の電子式連続可変トランスミッションの一実施例の特徴は、一次電子制御装置が選択手段を有し、この選択手段にはメモリに相互に異なるデータが蓄えられていて、これらのデ−タはトランスミッションの動作モードに関しての或る最適選択に関するものであるということにある。
【０００９】この実施例の利点は、このトランスミッションを設けた車の運転者が、種々の選択手段の一つを適当に選択することにより或る瞬間にその運転者が必要とする動作を実現することが可能となるということである。選択できるオプションは、例えば燃料の最小消費での運転、加速力の増加、もしくは変速比の変動をできるだけ小さくする最高の快適さなどである。
【００１０】第１のオプションとして燃料の最小消費での運転、それによる最小の排気ガスを実現するため本発明のトランスミッションでは信号を第１の選択装置の入力へ加え（この信号はトランスミッションへ結合したエンジンの加速ペダルの位置を表す）、そしてエンジンのタイプに基づいて一次シャフトの毎分当たりの回転数のその瞬間に望む値の最適選定がメモリのデータから決めれる。このデータは加速ペダルの位置と関連したエンジントルク値対一次シャフトの対応毎分当たりの回転数の値であり、そして前記の選定は一次運動手段へ結合した出力へ供給されて変速比を変える。
【００１１】本発明の別の実施例のトランスミッションの特徴としては、第２選択手段の入力へ送る信号はトランスミッションへ結合されたエンジンの加速ペダルの位置を表しており、それによりこの信号に基づいて、そして第２選択手段の入力へ加えられた信号（この信号は二次シャフトの毎分当たりの回転数を表している）に基づいて一次シャフトの毎分当たりの回転数の瞬間的に望まれる値について第２選択手段のメモリに蓄えたデータから最適選定を行い（このデータは二次シャフトと一次シャフトの毎分当たりの回転数の値の間の所望の関係を含んでいる）、そして前記の選定は一次運動手段へ接続された出力へ加えられて変速比を変える。
【００１２】この別の実施例のトランスミッションの利点は、この第２のオプションそれ自体により、二次シャフトと一次シャフトの毎分当たりの回転数の間に所要の関係を確立することによってスポーテイング性能を必要とする程度について弁別できることである。この所要の関係は電子的に確立されて、加速ペダルに結合されたカムの形を辿ることによってエンジンスロットルの位置を変える必要がないようにするのが好ましい。
【００１３】本発明のトランスミッションに調整可能のダンピング手段を設けるのが好ましく、その場合第１もしくは第２選択手段の出力と一次運動手段との間にその調整可能のダンピング手段を接続する。
【００１４】この調整可能のダンピング手段を使用する利点は、一次運動手段へ運ばれる信号における変化の程度を減少することによって変速比に余りに急激な変動が生じるのを防止するということにある。このことがトランスミッションの寿命を延ばす。摩損の程度が少なくなるからである。
【００１５】別の好ましい本発明の実施例のトランスミッションの特徴の第１は、二次電子コントロール装置のメモリに蓄えるデータは、エンジンのスロットルの設定によって変わるエンジンの毎分当たりの回転数の、モータトルク値と関連した、値であるということであり、その特徴の第２は、コントロール装置がスロットルの実際の位置を表す信号を受ける第１の入力と実際の毎分当たりの回転数を表す信号を受ける第２の入力とを有し、処理装置がメモリへ接続されていて、エンジンがつくるトルクを表す別の信号を処理装置が出力するということであり、そしてその特徴の第３は、処理装置の出力は二次運動手段へ接続され前記の別の信号に基づいて駆動ベルトの張力を調整するということである。
【００１６】この別の好ましい実施例のトランスミッションの利点は、エンジンがつくる実際のトルクの予想値に応じて駆動ベルトの張力を設定でき、それによってプーリの半部分の上で駆動ベルトが滑ることなく常にトランスミッションが動力を伝達できるということである。
【００１７】別の好ましい本発明の実施例のトランスミッションの特徴は、二次コントロール装置は２つの入力と１つの出力を設けた第１の補正手段と２つの入力と１つの出力を設けた第１の演算ユニットとを含み、演算ユニットの第１入力は二次コントロール装置の第２入力へ接続され、演算ユニットの第２入力が接続されている端子 NP へ加えられる信号は一次シャフトのトルク値 NP を表しており、そして第１の補正手段の第２入力へ接続された演算ユニットの出力に生じる信号は NPを Nm で割ったときの商を表し、第１の補正手段の第１入力は処理装置の出力へ接続され、そして第１の補正手段の出力が二次運動手段へ結合されているということである。
【００１８】この別の好ましい本発明の実施例のトランスミッションの利点は、第１の補正手段の出力の信号が、 NP を Nm で割ったときの商である滑りに対して修正されていて、そのため駆動ベルトの張力が変わるとき滑りを考慮しているということである。一次シャフトのトルクの算定の精度はこれによって高められ、そのため駆動ベルトの張力は精確に調整されるということである。
【００１９】更に別の好ましい実施例のトランスミッションの特徴を以下に説明する。すなわち、二次コントロール装置は第２と第３の演算ユニットを含み、各ユニットには２つの入力と１つの出力とがあり、第２の演算ユニットの第１の入力が接続されている端子 NP へ加えられる信号は一次シャフトの毎分当たりの回転数 NP を表しており、そして第２の演算ユニットの第２の入力が接続されている端子 NSへ加えられる信号は二次シャフトの毎分当たりの回転数ＮSを表し、そして第３の演算ユニットの第２の入力へ接続されている第２の演算ユニットの出力に発生する信号は変速比を表しており、第３の演算ユニットの第１の入力は第１の処理手段の出力へ結合され、そして第３の演算ユニットの出力は二次運動手段へ接続されている。
【００２０】この実施例のトランスミッションは駆動ベルトの張力を瞬時の変速比に応じて変われるようにしている。このことが張力の平均値を減少させることとなるので駆動ベルトの寿命をさらに延ばすことができる。
【００２１】更に別の実施例のトランスミッションの特徴を以下に説明する。二次コントロール装置は１つの入力と１つの出力とを有する第４の演算ユニットと、２つの入力と１つの出力とを有する第５の演算ユニットとを含み、第４の演算ユニットの入力は第２の演算ユニットの出力へ接続され、二次プーリ半部分の間で動ける駆動ベルトの二次半径 RS を表し、第４の演算ユニットの出力は第５の演算ユニットの第２の入力へ接続され、そして第５の演算ユニットの第１の入力は第３の演算ユニットの出力へ接続され、そして第５の演算ユニットの出力は二次運動手段へ結合される。
【００２２】この実施例のトランスミッションの利点は、駆動ベルトの張力の算定（第４の演算ユニットに入れるフアクターであり、トランスミッションの具体的に幾何学的な設計によって変わってくるフアクター）が駆動ベルトの実際の二次半径に応じて調整されるということである。
【００２３】更に別の実施例のトランスミッションの特徴を以下に説明する。二次コントロール装置は１つの入力と１つの出力とを有する第６の演算ユニットと、２つの入力と１つの出力とを有する第７の演算ユニットとを含み、第６の演算ユニットの入力は端子 NS へ接続され、第６の演算ユニットの出力は第７の演算ユニットの第２の入力へ接続され、そして第７の演算ユニットの第１の入力は第３の演算ユニットの出力へ接続され、駆動ベルトの張力を調整する第７の演算ユニットの出力信号を二次シャフトの回転数が高くなるにつれて減少するようにしている。
【００２４】この実施例のトランスミッションの利点は、過大な張力の結果として高い回転数で生じる駆動ベルトの摩損を減少する。回転数が高くなるにつれて駆動ベルトの張力は減少し、その結果摩損量が減少する。
【００２５】本発明を添付図を参照して以下に詳細に説明する。
【００２６】第１図は電子式連続可変トランスミッションの実施例を示している。このトランスミッション１の一次シャフト２に一次プーリ半部分３と４の形の一次プーリを設けている。プーリ半部分３は一次シャフト２に固定されており、プーリ半部分４はシャフト２の上を動けるようになっている。図示のトランスミッション１の実施例では軸方向に動けるプーリ４はシリンダのスペース５に油圧をかけることによって動かせる。シリンダのスペース５内の圧力の調整はそのスペースへ連絡している一次コントロール手段６によって行われる。このコントロール手段６の作用は、シリンダのスペース５内の圧力を調整することによってプーリ半部分３とプーリ半部分４との間の駆動ベルト７の半径を調節することである。
【００２７】トランスミッション１の二次シャフト８に二次プーリ半部分９と１０とを有するプーリを設ける。プーリの半部分９はシャフト８に固定されており、そしてプーリの半部分１０はシャフト８の上を動けるようになっている。二次電子コントロール手段１２へ連絡しているシリンダのスペース１１に圧力をかけることによってシャフト８の上を軸方向にプーリの半部分１０は動かされる。
【００２８】コントロール手段６はライン１３によりシリンダのスペース５へ連絡され、そしてコントロール手段１２はライン１４によりシリンダのスペース１１へ連絡されている。二次プーリの半部分９と１０との間の駆動ベルト７の張力は、二次電子コントロール手段１２がシリンダのスペース１１内に適当な圧力をかけることによって維持される。
【００２９】変速比もしくは場合によっては駆動ベルト７の張力がコントロール手段６と１２によって油圧で調整される。この目的でコントロール手段６と１２は後述する一次運動手段と二次運動手段とを含んでいる。これらの運動手段は変速比と張力を油圧で変えるように設計されなければならないということはないが、これらの運動手段は電気機械的なものであることが予想され、そのため電気機械的変換器を備えており、プーリの半部分４もしくは１０を動かすことによって変速比もしくは張力を変えることができる。電気機械的な一次と二次の運動手段は例えば回転するウオーム・ホイールを備えており、このウオーム・ホイールによってプーリの半部分４と１０は軸方向に動かされる。一次と二次の運動手段の油圧形式のものについては以下に詳しく説明する。
【００３０】トランスミッション１は一次シャフト２へ接続したエンジン１５を有し、このエンジンは加速ペダル（図示せず）へ結合したスロットル１６により制御され、このペダルは一次電子コントロール手段６へ接続された端子αから電気信号を受ける。
【００３１】トランスミッション１は二次電子コントロール手段１２の端子 TPRへ接続された別の電子コントロール手段１７を含んでいる。この別のコントロール手段１７の出力信号は命令入力Ｃによって、二次シャフト８へ接続されているクラッチ手段１８へ送られる。このクラッチ手段１８はトランスミッションにより調整されるトルクを車の車輪（図示せず）へ伝達する。命令入力Ｃの信号によってクラッチもしくはロック・アップ手段１８は接続したり、切り離されたりする。命令入力Ｃの信号は別の電子コントロール手段１７によって端子 TPRの信号から取り出され、この端子 TPRの信号はコントロール手段１２から取り出せる。
【００３２】図示の実施例ではクラッチもしくはロック・アップ手段１８（例えば、トルクコンバータ）を駆動方向で見て後ろに設ける。しかしながら、クラッチもしくはロック・アップ手段１８はトランスミッションの別の場所に、例えば一次シャフトに別の形で設けても問題はない。
【００３３】図２は一次電子コントロール手段６の精妙な好ましい例を示している。コントロール手段６を端子αへ、そして端子 NS へ接続しており、そしてそれは第１選択手段２０と第２選択手段２１とを含んでおり、これらはそれぞれの調整可能のダンピング手段２２と２３を介して微分器２５の加算入力２４へ接続されている。この微分器２５は微分入力２６と出力２７とを有し、この出力はＰＩＤコントローラ２８を介して一次運動手段２９へ接続されている。図示の実施例では油圧運動手段である一次運動手段２９はイン・ゴーイングライン３０とアウト・ゴーイングライン１３とを有し、シリンダのスペース５のための油圧がその中で発生する。微分器２５の微分入力２６へコンバータ３１を介してライン１３は結合されている。調整可能のダンピング手段２２，２３へ接続された出力 NP (DV)の他に選択手段２０，２１はそれぞれ出力βE とβvar とを有し、これらはそれぞれ調整できるダンピング手段３２，３３を介して相互に接続され、そして端子βへ接続されている。この端子βは調整手段を含んでいるスロットル１６へ接続されている。
【００３４】第１と第２の選択手段２０，２１では以下に詳述するような仕方で信号αに基づいて出力信号は取り出され、この出力信号は一次シャフト２の毎分当たりの回転数の所望値を形成する。この出力信号はダンピング手段２２もしくは２３を介して微分器２５へ送られる。ダンピング手段は信号の変動を減少させる。一次シャフト２の毎分当たりの回転数の測定値である信号 NP (MV)は微分入力２６を介して微分器２５へ加えられる。微分器２５の出力２７に差信号が得られる。適当にその動作を調整できるＰＩＤコントローラ２８は出力２７の微分信号に作用して、その信号によって一次運動手段を制御する。一次運動手段２９はライン１３の圧力 Psec を減少し、そのラインでは圧力 Pprimとなるようにし、それによってシリンダのスペース５内の圧力、従って変速比が調整される。信号 Pprimを受けるコンバータ３１では微分入力２６へ加えられる信号は変換され、、この信号は測定値 NP (MV)を表し、これは測定された一次シャフトの毎分当たりの回転数を表している。
【００３５】第１の選択手段２０のメモリには加速ペダルの関連位置αに関係したモータのトルク値 Tm 対一次シャフトの毎分当たりの回転数 NP から成るデータを含む特性が蓄積されている。このデータの特性傾向はブロック２０に示されている。加速ペダルの位置α毎に一次シャフトの毎分当たりの回転数の所望値の周りの区域を示すことができ、その区域の中ではエンジンの燃料取り込みは最小である。この区域の周りに同心区域の形でいわゆるアイランドが示されており、それは漸増する燃料消費を示している。こうして、一次シャフトの毎分当たりの回転数の瞬間的に要求される値の最適選定が選択手段２０でなされ、そして出力 NP （DV）を介して一次運動手段２９へ加えられる。もしも一次シャフト２の毎分当たりの回転数の測定値 NP （MV）が所望値 NP （DV）と異なると、一次運動手段２９が変速比ｉを変えてこれら２つの値が一致するようにする。選択手段２０のメモリには一次シャフト２の毎分当たりの回転数 NP の値とエンジンのスロットルの対応する調整との間の関係から成るデータが蓄積されている。経済的に作動させるため選択手段２０を選択すると、最適値 NP （DV）に基づいて経済的位置に対応するスロットル調整の値βE が決定される。この信号βE はダンピング手段３２を介して端子βへ供給される。
【００３６】ノーマルな動作もしくはスポーテイングな動作をさせようとするときは、選択手段２１を選択する。この選択手段のメモリに蓄積されているデータは二次シャフト８の毎分当たりの回転数の値 NS と一次シャフト２の毎分当たりの回転数の値 NP との間の所望の関係を表す。この関係はブロック２１に示されている。この曲線を描いている放物線の関係は NP ： NS で規定されている変速比ｉの極値il と極値 ip との間にあって、車の速度に比例している二次シャフト２の毎分当たりの回転数が変わると一次シャフトの毎分当たりの回転数の対応する所望値NP （DV）はβに応じて変わる仕方によっても前記の放物線の関係は変わる。二次シャフトの毎分当たりの回転数を測定する手段（図示せず）に接続されている端子 NS に現れ、そして二次シャフトの毎分当たりの回転数を表している信号から値 NS は取り出される。 NS に基づいて選択された NP （DV）の値は選択手段２１の出力を介してコントロール・ループへ加えられ、その回路には一次運動手段２９が組み込まれている。選択手段のメモリには別のデータが蓄積されており、このデータは NP （DV）とその対応する調整βVAR との間の所望の関係を表している。βVAR を表している信号はダンピング手段３３を介して端子βへ供給される。
【００３７】トランスミッションの動作モードを選択する仕方としては、第１の選択手段２０か、場合によっては第２の選択手段２１を選択することによって選択され、その選択は手動もしくは次のように自動的になされる。すなわち、加速ペダルが均一な仕方で力を受けると第１の選択手段を自動的に選択し、そして加速ペダルに所謂キックダウンが加えられると選択手段２１を選択することによってノーマルなもしくはスポーテイングな機能が自動的に選択される。選択手段２１が選択された場合、更に所望のノーマルな、もしくはスポーテイングな機能の選択が例えば手動でなされる。
【００３８】一定の変速比を設定するような仕方でこのコントロールを働かせることもできる。第２の選択手段は一定の変速比を達成するように NS 毎に NP （DV）を選択する。このことは特にトランスミッションを車に使用するとき望ましい。それによって車の運転者は、第２の選択手段２１によって常に設定される所望の変速比Ne / N S を設定することによって、その場合値 NP （DV）の一定選択により、例えば手動でコントロールに任意に干渉することもできる。
【００３９】もし必要とされるなら、そして実際に必要であるが、例えば第１もしくは第２の選択手段の選択によって、もしくはスポーテイング機能が必要とされる程度によってＰＩＤコントローラ２８の設定定数や時定数を変えれる。パラメータα、NS 、 N P （DV）、 βE もしくはβVAR の値に応じてコントローラ２８を種々動作させるようにもできる。更にコントローラ２８は自己学習するようにもできる。
【００４０】ライン１３の圧力Ｐprimに基づいて一次シャフト２の毎分当たりの回転数N P（MV）を決定できるようにコンバータ３１を配置する。この圧力Ｐprimは変速比に比例しており、二次シャフト８の毎分当たりの回転数の値 NS が既知であると一次シャフト２の毎分当たりの回転数の値 NP （MV）を決定できる。
【００４１】図３は二次電子コントロール手段１２の構成を示す。コントロール手段１２のメモリ／処理手段３４の一つの入力は端子βに接続され、それの別の入力は端子Nm に接続されている。更にこの手段３４は出力 Tm を有する。コントロール手段１２の第１の修正手段３５の第１の入力３６は端子 Tm へ接続され、そして第２の入力３９は第１の演算ユニット３８の出力３７へ接続されている。この演算ユニット３８の第１の入力４０は端子 Nm へ接続され、そして第２の入力４１は端子 NP へ接続されている。入力３９の信号は NP を Nm で割ったときの商を示す。この商は、エンジン１５と一次シャフト２との間に減速手段（図示せず）があると生じる滑りを示している。この商は一般に１より小さい。コントロール手段１２の第２の演算手段４２の第１の入力４３は端子 NP へ接続され、第２の入力４４は端子 NS へ接続されている。この演算ユニット４２の出力４５からの信号は変速比を示し、これは NP を NS で割ったときの商である。第３の演算ユニット４６の２つの入力４７，４８の第１の入力４７は端子 Tprへ接続され、第２の入力４８は第２の演算ユニット４２の出力４５へ接続されている。制御手段１２の第４の演算ユニット４９の入力５０は演算ユニット４２の出力４５へ接続され、演算ユニット４９の出力５１からの信号は二次プーリの半部分９と１０との間の駆動ベルト７の半径 Rsec を示す。第５の演算ユニット５２の入力５４は第３の演算ユニット４６の出力５３へ接続され、第２の入力５５は第４の演算ユニット４９の出力５１へ接続されている。第５の演算ユニット５２の出力５６からの信号は以下に説明するようにして取り出され、この信号は所望の圧力 Psec を示す。これに基づいて駆動ベルト７の張力は、シリンダのスペース１１内の圧力を調整することによって調整される。
【００４２】図示の実施例はコントロール手段１２に組み込まれ、入力５８と出力５９とを有する第６の演算ユニット５７と、第１の入力６１，第２の入力６２そして出力６３を有する第７の演算ユニット６０とを含む。第６の演算ユニット５７の入力５８は端子 NS へ接続され、第６の演算ユニット５７の出力５９は演算ユニット６０の第２の入力６２はへ接続され、そして演算ユニット６０の第１の入力６１は第５の演算ユニット５２の出力５６へ、コントロール手段１２に組み込まれた演算ユニット６４を介して結合される。演算ユニット６４は第５の演算ユニット５２の出力５６へ接続された第１の入力６５と、第２の入力６６と出力６７とを有する。調整できるダンピング手段６８を演算ユニット６４の出力６７と演算ユニット６０の入力６１との間に設ける。上述の調整できるダンピング手段２２，２３，３２，３３と同様に、調整できるダンピング手段６８は電子装置を含み、それによって入力信号の振幅変動を小さくしている。そのため一般に、入力信号の立ち上がり傾斜の減少はその入力信号の立ち下がり傾斜の減少とは異なる。第７の演算ユニットの出力６３は、調整できるリミター１６８を介して微分器７０の入力６９へ加えられる。この微分器７０はコントロール・ループの部分を形成している。このコントロール・ループには更に微分器７０の出力７１へ結合されているＰＩＤコントローラ７２が含まれており、このＰＩＤコントローラ７２の出力７３は二次運動手段７４へ接続されている。この運動手段７４のイン・ゴーイングライン７５はポンプ（図示せず）とアウトゴーイングライン７６へ結合している。運動手段７４のアウト・ゴーイングライン７６の圧力 PSEC (MV)はＰＩＤコントローラ７２の出力７３の出力信号に応じて調整される。アウト・ゴーイングライン７６はコンバータ７７へ接続され、このコンバータ７７の出力７８は微分器７０の微分入力７９へ加えられる。コンバータ７７はアウト・ゴーイングライン７６の油圧を出力７８の信号に変える。この信号は一般に電気であり、そして微分器７０によって処理し易い。圧力 PSEC (MV)はシリンダのスペース１１内の測定された圧力値であり、それによって駆動ベルト７の張力はパラメータα、 Nm 、N PもしくはN S に基づいて調整される。又、ＰＩＤコントローラ７２の動作は圧力 PSEC (MV)の最適且つ安定を補償するように調整される。
【００４３】二次電気コントロール手段１２の動作の開始点はこのコントロール手段のメモリに蓄えたデータによって与えられる。このデータは、エンジンスロットル１６の設定に応じて変わる、エンジンの毎分当たりの回転数のモータトルク値 Tm と関連した値 Nm を含んでいる。手段３４の端子の信号と Nm とに基づいてモータがつくるトルク Tm を求め、これを修正手段３５の入力３６へ加える。ブロック３４はこの場合に役割を果たす関連特性を示している。第１の修正手段３５のメモリに蓄積されたデータ（このデータはモータの一次プーリで生じるトルク Tprと NP を Nm で割ったときの商とを含む）に基づいて Tprを求め、これを入力４７へ加える。この Tprに基づいて、そして変速比を表す、第２の入力４８へ加えられた信号に基づいて Tprとｉとの積が第３の演算ユニット４６で決定され、そしてこの積が信号 Tsec の形で入力５４へ加えられる。 P sec = Tsec /( 2μRsec AS ) の関係に基づいて第５の演算ユニット５２で計算がなされる。その計算の結果はP sec の算出値という形で入力６５へ加えられる。第８の演算ユニット６４の第２の入力６６へ加えられる信号は例えば２バールの圧力であり、これは演算ユニット６４で入力６５の信号へ加えられ、そしてそれから調整できるダンピング手段６８を介して演算ユニット６０の入力６１へ加えられる。第６の演算ユニット５７へ加えられる信号 NS により第６の演算ユニット５７によって、P sec (CENTER)= C( N S 2/1000)/ A S の関係に基づいて演算ユニット６０の第２の入力６２への信号 Psec (CENTER)は決定される。ここまでの式で使用された記号は次のものを表す。すなわち、 Tsec は車に加えられるトルクを表し、μは摩擦係数を表し、 Rsec は駆動ベルトの二次半径を表し、 AS は実効面であり、この実効面で二次運動手段における圧力がそれのプランジャーによって制御される。C は定数である。
【００４４】演算ユニット６０は入力６１の信号から入力６２の信号を差引き、その差が出力６３に得られる。 N Sについての二次関係のためP sec (CENTER)は、特に二次シャフト８の毎分当たりの回転数が高くなるにつれて重要な役割を果たす。最後に、所望の二次圧力 Psec (DV)は微分器７０へ加えられる。この圧力はパラメータβ、N m 、 N P もしくは NS の関数である。安全という理由で出力７３の信号が零であるとき、二次圧力は最大となって、コントロール手段１２の機能の故障があってもそれとはかかわりなく、駆動ベルトの張力はトランスミッション１の動作が、最適ではないまでも、確実となされるように調整されるように回路を構成している。
【００４５】図４は電子コントロール手段１７とクラッチ／ロックアップ手段１８の部分の構成を示す。この電子コントロール手段１７は、入力８１が端子 Tprへ接続され、そして出力８２を有する第９の演算ユニット８０を含んでいる。例えば流体クラッチについては、演算ユニット８０は Pthr (slip)= T pr /( μ An R ) の関係に基づいて計算する。 ここで、Pthr はクラッチ／ロックアップ手段１８を作動するために必要な油圧であり、 μはクラッチプレート同志の間での摩擦であり、A はクラッチプレートの面であり、n はプレートの数であり、そして Rは平均半径を表す。【００４６】出力８２は第１０の演算ユニット８４の第１の入力８３へ接続され、この演算ユニット８４は第２の入力８５と出力８６とを有している。入力８５の信号は入力８３の信号 Pthr へ加えられる付加的な圧力を表し、出力８６で最終的な総和が得られる。出力８６は、調整できるダンピング手段８７（もしあれば）とコンバータ８８を介して端子Ｃへ加えられる。このコンバータ８８は圧力 Pthr を、ブロック１８に組み込まれた弁８９に作用するのに適した信号に変換する。そのためコンバータ８８には適当な調整できるＰＩＤコントローラを設けるのが普通である。弁８９のイン・ゴーイングライン９０にポンプ（図示せず）によって油圧 Psec をつくり、アウト・ゴーイングライン９１に別の電子コントロール手段１７により調整される圧力が弁９２のためつくられる。この弁９２は例えば手動で調整される。信号 Pthr を使用してクラッチ／トルクコンバータ９３を係合する。必要ならば、『経済』運転、『ノーマル』運転もしくは『スポーテイング』運転と関連する動作モードに応じてクラッチ／トルクコンバータ９３を係合してもよい。これらの選択されたそれぞれの運転スタイル毎に、前記のパラメータがある要件に合致するということに応じて、もしくは前記のパラメータの組み合わせに応じてトルクコンバータ９３のクラッチ／ロックアップ手段１８を係合させることもできる。パラメータが、もしくはパラメータの組み合わせがある限界を越えたということ、もしくは越えないということに応じて係合させることもできる。パラメータ、もしくはパラメータの組み合わせは、 α 、 d α/dt 、 i 、 NS 、 N P 、 N m /N P 、 d NS / dt 、又は例えばブレーキの温度もしくはベルトの滑りトルクを含む。また、限界値は要求される動作モードによって変えてもよい。
【００４７】必要ならば弁８９をコントロール・ループに組み込んでもよい。その場合ライン８９はコンバータ（図示せず）へ接続しなければならない。調整できるダンピング手段８７とコンバータ８８との間に微分器（図示せず）を設ける。
【００４８】手段２０，２１，３４，３５の、既に説明したメモリは例えばｒｏｍ、ｐｒｏｍ、Ｅ−ｐｒｏｍもしくはＥＥ−ｐｒｏｍでよい。
【００４９】上に説明した電子制御式連続可変トランスミッションを一層進んだトランスミッションに簡単にすることができる。その場合適当な信号を例えば二次電子コントロール手段１２へ加えることがある。これらの信号は例えばエンジンによって、もしくは道路によってもたらされるトルク変動があると、それを表す。このようなトルク変動は種々のプーリの半部分を横切って駆動ベルト７の望ましくない滑りとなっていく。これらのトルク変動がトランスミッションに到達する前に二次圧力を変えて、普通は高めて、トルク変動が駆動ベルト７の望ましくない滑りとならないようにする。その場合トルク変動発生の可能性を早い段階で認識することが必要である。使用しているエンジンのエンジントルクフイールドが知られているとエンジンが生じるトルク変動を予測できる。このエンジントルクフイールドを手段３４に蓄え、そして図３の実施例で使用して、スロットルの位置の変動とそれと関連するエンジントルクの変化とが既知であると、二次圧力のある適応性を認識できる。『ロードライブ』、『ミデイアムドライブ』、『オーバドライブ』といったような色々な運転状態を、トランスミッションのノーマル動作で（すなわち、駆動位置で）、区別できればその運転状態の種類によってエンジントルク変動の感度を変えることになろう。エンジントルク変動に対するトランスミッションの感度は『ロー』の位置で最も大きくなろう。この事実を考慮に入れるように二次電子コントロール手段１２を構成し、駆動ベルト７の張力が伝達されるトルクに常に最適となるようにする。実際にはこのようなエンジントルクの変動は、加速ペダルを押したその瞬間から予測できる。加速の瞬間とエンジントルクが確立する瞬間との間で経過する時間は二、三十ミリ秒である。更に二、三十ミリ秒経つと一次シャフト２のトルクはエンジンのトルクと等しくなる。
【００５０】他方、道路に起因するトルク変動は予測不能であり、そのためある形の指示をつくって種々のコントロール手段へ道路に起因するトルク変動を表すデータを送れるようにすることが必要となる。適当な指標としては、ａ）二次シャフト８に生じるトルク、ｂ）二次シャフト８の捩じり回転、ｃ）車輪の角度的回転、ｄ）車輪の垂直運動（跳ね上がり）、ｅ）問題の車輪のベアリングに生じる垂直担持力を含む。
【００５１】これらの指標は原則的に使用できるが、発生するトルク変動と同時に生じる測定量でもある。トランスミッションのトルク変動に先行する測定量としては、ａ）タイヤの変形（これは、道路面の不均一を検出するようタイヤのゴムの変形を検出する、例えば歪みゲージによって決定できる）ｂ）タイヤの空気圧、ｃ）車輪の水平担持力、ｄ）種々の支持アームとリアクションロッドにおける反動力を含む。
【００５２】例えばマイクロ波もしくはレーザ・ドップラセンサにより道路面の不均一性を測定することによって先行情報が得られる。これらのセンサは、いわゆるアクチブ サスペンション システムで既に使用されているブランクコンタクト トランスジューサである。これらのセンサが与える情報はかなり先行しているので、二次圧力を正しい瞬間に調整できるに十分な計算時間と制御時間とが得られる。毎時１００キロメートルの速度でもほぼ１８ミリ秒の余裕はある。上に説明したタイプのセンサ手段９４は図３に簡単に示してある。二次電子コントロール手段１２のこの図示の実施例ではセンサ手段９４は第７の演算ユニット６０の第３の入力９５へ接続され、この第３の入力の信号によって二次圧力へ作用する。こうして多分発生するトルク変動について、瞬間的に得られるデータに基づいて、センサ手段９４で計算がなされる。このトルク変動は許容し難い滑りとなるかもしれず、そのトルク変動に基づいて二次圧力に瞬間的に作用してその許容し難い滑りをなくす。
【００５３】図２，図３そして図４を参照して上に説明した電気機械的手段、すなわち一次運動手段２９，二次運動手段７４そして弁８９は、既に述べたように電気機械的に設計されたものである。図５にそのような電気機械的手段９６の例を示す。この示された電気機械的手段９６の弁体９７は、コイル９９内の可動コア１００の影響下でスペース９８内を軸方向に動ける。弁体９７に作用するスプリング１０１は調整ねじ１０２によってそれの偏倚力を調整できる。実効面 A1 からそれより小さい実効面A2へ弁体９７はスペース９８内で小さくなっている。ライン１０３，１０４はスペース９８に終わっており、それらの通路は弁体９７を動かすことによって調整できる。ライン１０３にポンプ（図示せず）を接続し、流体がそのポンプによって送られるための吐出路としてライン１０４を使う。コイル９９を付勢することによって軸方向の位置を変えて通路１０３，１０４に影響することができ、その場合コイル９９に流れる電流によってライン１０３の圧力がつくられる。もし流体圧がスペース９８内にあると、スプリング１０１の弾力に抗する正味の力はコイル９９が働かす力と協働し、そしてこの力のバランスによって弁体９７の所要位置は調整される。スペース９８内の油圧が働かす正味の力はスプリングの圧力に抗している。実効面 A1 は実効面A2よりも大きいからである。こうして、スペース９８内の油圧を使用してコイル９９の動作を支持している。電気機械的手段９６はこのように直接働く、すなわちそれらは電流Ｉを所要の油圧に直接変換するコンバータとして働く。通常はパイロット弁もしくは補助弁を使用するが、それはこの直接制御の結果として余計なものとなる。
【００５４】電気機械的手段９６をコントロール・ループに入れて、その手段の制御作用に対しスペース９８の圧力が有する効果に対する感度を下げる。ライン１０３内の油圧を電気信号 P(MV)に変換するためライン１０３へ接続されたコンバータ１０５がコントロール・ループ内に含まれる。更にこのコントロール・ループは差動増幅器１０５を含んでおり、これは２つの入力、すなわち P(MV)、P(DV)とコイル９９へ接続された出力とを有する。差動増幅器が測定値 P(MV)と所望値 P(DV)との差信号を検出している限り、この増幅器はコイル９９に電流を流して両信号が互いに等しくなるまで弁体９７を動かして、平衡を調整する。
【００５５】安全という観点から最も重要な利点としては、電源故障（停電）というような普通でないことが起きてもスプリングの影響によって電気機械的手段は、安全な高圧が設定されている状態を自動的にとる。
【００５６】もしこのような高圧は、例えばトランスミッションに損傷をもたらすかも知れないということで、寿命という点で不都合であるならば、電源故障の場合一定の低圧を設定するように電気機械的手段を設計することもできる。電気機械的手段の他に別のコントロール手段を設け、この手段は電気機械的手段によって調整された高圧もしくは低圧を、電源故障の場合だけ所要の圧力レベルへする。２つの実例を図６と図７とに示す。
【００５７】図６の一次電子コントロール手段６は、図２と対応している範囲で同じ参照番号を付してある。一次運動手段２９は油圧運動手段の形であり、それのイン・ゴーイング ライン３０の圧力は Psec であり、そしてアウト・ゴーイング ライン１３の圧力は設定圧力 Pprimである。アウト・ゴーイング ライン１１１を介して油圧媒体は放出される。電源故障の場合は弁体１１２はスプリング１１３の影響下で右へ動き、その結果としてイン・ゴーイング ライン３０はイン・ゴーイング ライン１３と接触はしない。ライン１３とライン１１１との間に連絡があり、そのため油圧媒体はライン１１１を介してライン１３から流出する。この結果としてライン１３の Pprimは電源故障の場合低くなり、その結果としてトランスミッションは非常に急速にダウンして、そして毎分当たりの回転数は非常に速く上がる。このことは望ましいことではなく、避けることが好ましい。この目的で図６のコントロールにはオン／オフ ソレノイド１１４と安全弁１１７とが設けられる。安全弁１１７は Pprimのライン１３に配置されている。オン／オフソレノイド１１４にはイン・ゴーイング ライン１１５とアウト・ゴーイングライン１１６とを設け、このアウト・ゴーイング ライン１１６は安全弁１１７へ結合される。電源故障の場合オン／オフ ソレノイド１１４はライン１１５とライン１１６との間の接続を閉じ、その結果として安全弁へのライン１１６のコントロール信号は排除される。スプリング１１８の影響下で安全弁１１７の弁体１１９は右へ動き、 Pprimのライン１３を閉じる。結果として Pprimは電源故障の場合に、共通のコントロール システム内の僅かな漏洩を除いて、低くなることはない。この漏洩の結果として Pprimはゆっくりと減少し、トランスミッションは次第にダウンし、そしてエンジンの毎分当たりの回転数もゆっくりと上がっていく。運転者はこれに気付き、そして減速するのに十分な時間を持てる。こうして電源故障の場合にも安全な一次電子コントロールが得られる。
【００５８】図７の二次電子コントロール手段は、図２と対応する限り同じ参照番号を付してある。運動手段７４には、ポンプ（図示せず）へ結合されたイン・ゴーイングライン７５とアウト・ゴーイング ライン７６とを設ける。電源故障時にイン・ゴーイング ライン７５（ Psec ）とアウト・ゴーイング ライン７６との間の連絡が最大となるように（電源故障の場合は弁体１２１はスプリング１２２により図７の右へ完全に押されているので）運動手段７４は設計される。この場合、ライン７６を介して媒体が大量に放出する結果として Psec はライン７５の安全圧力に設定される。トランスミッションを、従って車を駆動するためこの Psec は任意に決めれない。電源故障の場合でさえトランスミッションを駆動できるようにするため放出ライン７６に油圧補助弁１２３を設ける。この補助弁１２３は弁体１２４とスプリング１２５とを有する。更に、放出ライン７６の圧力は１２６で弁１２４に働く。１２６での放出ライン７６の圧力はスプリング１２５に抗して働く。他方、スプリング１２５はライン７５の圧力 Psec によって１２７で再び支えられる。
【００５９】ノーマルな使用では１２７における Psec は、１２６における放出ライン７６の圧力よりも常に大きく、そのためスプリング１２５の影響で弁体１２４は図７の右の方に主として向けられ、それにより弁体１２４は常にライン７６を通して油圧媒体を或る程度流す。電源故障の場合はライン７６の圧力は１２６において、増大し、その結果として弁体１２４は図７で左へ動き、そうしてライン７６の流れを、従ってライン７５の Psec をさらに調整する。こうして、電源故障の場合は補助弁１２３は Psec を調整し、トランスミッションを、そして車を駆動できるが、トランスミッションに破損させるかも知れないような高い圧力をかけることのない低い値へ設定する。
【００６０】電気機械的手段を他の形で実施することは可能である。その場合電気機械的手段に幾つかの供給ライン及び又は放出ライン、そしてコントロール・エッヂを設けることになるかも知れない。更に弁体９７それ自体コイル９９のコアとして働かすこともできる。
【００６１】電気機械的手段、特に弁体がコイルのコアへ直結している電気機械的手段や弁体それ自体がコアとして働く電気機械的手段では、コイルをある電流で駆動するときはヒステリシスの不安定が生じることがある。しかし本発明では、これは電流に振動周波数を与えることによって効果的に防止できる。
【００６２】例えば車にブレーキをかけることにより所要電流が大きく変化するときは、コントロールステップなしで駆動電流を直接その所要値にするような仕方でコントロールに自己学習させることもできる。その所要値にした後コントロールは電流調整をする。
【出願人】 【識別番号】５９１０２１１４３
【氏名又は名称】ファン ドールネズ トランスミッシー ベスローテン フェンノートチャップ
【氏名又は名称原語表記】ＶＡＮ ＤＯＯＲＮＥ’Ｓ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＥ ＢＥＳＬＯＴＥＮ ＶＥＮＮＯＯＴＳＨＡＰ
【出願日】 平成３年４月１１日（１９９１．４．１１）
【代理人】 【識別番号】１０００８６２８７
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 哲也
【公開番号】 特開２００１−１１６１３５（Ｐ２００１−１１６１３５Ａ）
【公開日】 平成１３年４月２７日（２００１．４．２７）
【出願番号】 特願２０００−２８９０５６（Ｐ２０００−２８９０５６）