JP3774391B2 - Full toroidal continuously variable transmission - Google Patents
Full toroidal continuously variable transmission Download PDFInfo
- Publication number
- JP3774391B2 JP3774391B2 JP2001322625A JP2001322625A JP3774391B2 JP 3774391 B2 JP3774391 B2 JP 3774391B2 JP 2001322625 A JP2001322625 A JP 2001322625A JP 2001322625 A JP2001322625 A JP 2001322625A JP 3774391 B2 JP3774391 B2 JP 3774391B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- hydraulic
- waveform
- motor
- inverter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Brushless Motors (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Friction Gearing (AREA)
- General Details Of Gearings (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フルトロイダル型無段変速機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
フルトロイダル型無段変速機では、その変速制御と潤滑油の供給等のために、大きく分けて次の3つの油圧系列が必要とされている。第1は入出力ディスクとローラとを押さえつけるための油圧シリンダの油圧系列であり、第2はLowレジウムとHighレジウムを切り替えるためのクラッチの作動に使用する油圧系列であり、第3はトランスミッション内部の潤滑油を循環させるための油圧系列である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフルトロイダル型無段変速機では、これら3系列の油圧をすべてエンジン駆動の油圧ポンプで発生させていた。このため、エンジンの回転数に同期して油の流量が可変しており、不必要なときにもポンプは油を吐出してエネルギーを浪費する構造となっていた。
【0004】
そこで、油圧ポンプを、エンジン駆動ではなく、電動化して流量制御を可能とし、必要な時に必要な分だけ油圧を発生させたいという課題が存在する。
しかも、潤滑油用の油圧系列に関しては、エンジン始動時におけるミッションの焼き付き防止のために、エンジンの停止中も潤滑油の吐出を行えるよう、エンジン駆動の油圧ポンプではなく、電動ポンプを採用したいという要望がある。これは、ディスクとローラを直接接触させず、間に油膜を介在させて動力を伝達させるトロイダル型無段変速機では、変速機動作中の上記油膜の切れによるディスクとローラの直接接触を防止すべく、潤滑油をディスクとローラの接触部に常に供給することが重要だからである。
【0005】
しかし、従来の電動ポンプの駆動源は、ブラシ付きモータであるが、電動ポンプが配置されるエンジンルーム等は雰囲気温度が120℃以上の高温環境下にあるため、ブラシ付きモータでは、ブラシの摩耗が激しく、寿命が短いという問題がある。
【0006】
一方、ブラシ摩耗を回避するため、電動ポンプの駆動源にブラシレスモータを使用することが考えられる。ブラシレスモータとは、直流モータと等価な特性を示すようにした同期モータのことであり、同期モータおよび駆動用ドライバを含む装置である。
同期モータをブラシレスモータとして使用する場合には、一般に回転子の角度位置を検出するためのホール素子等のセンサが必要であり、このセンサにより検出された回転子の角度位置に対応した交流電流がインバータによって発生され、界磁巻線に与えられる。
【0007】
ところが、前述のように、電動ポンプが配置されるエンジンルーム等は高温環境下であるが、センサ付きブラシレスモータでは、センサが熱に弱いという問題が生じる。
このように、ブラシ付きモータ及びブラシレスモータのいずれも、高温環境下に弱いものである。
【0008】
さらに、センサ付モータでは、センサのハーネスが長いと電気的ノイズの影響を受けやすいため、モータとドライバの距離を短くする必要があるから、モータとドライバの位置関係の自由度が少ない。
【0009】
しかも、従来のフルトロイダル型無段変速機では、前記3系列の各系列でそれぞれ2個のポンプを具備しており、全体で6個ものポンプを備えている。このため、ポンプの駆動源をブラシ付きモータ又はブラシレスモータに置き換えると、6個ものモータを、エンジンルーム内で高温を避けた位置に配置するか、別途、断熱手段を設置する必要があり、レイアウト上の制約が大きくなり、搭載の自由度、コンパクト性に欠ける。
【0010】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、電動モータの高温環境下への適応性を確保し、レイアウトの自由度、コンパクト性を増すことのできるフルトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、次の技術的手段を採用した。すなわち、第1の発明は、対向する入力ディスクと出力ディスクとの間にあるトロイド状隙間に配置されて両ディスク間のトルク伝達を行うローラと、ディスクにエンドロードを加えるためのエンドロード用油圧シリンダと、ローラを回転自在に、かつ、ローラの回転軸を傾動可能に支持するとともに、ローラを押し引きすべく進退可能なキャリッジと、キャリッジの進退方向に駆動力を付与する油圧シリンダと、を備え、油圧ポンプによって発生した油圧によって、エンドロード用油圧シリンダとキャリッジの進退方向に駆動力を付与する油圧シリンダとを作動させて変速制御をフルトロイダル型無段変速機において、前記油圧ポンプを駆動するモータとして、センサレスブラシレスモータが用いられ、前記センサレスブラシレスモータは、同期モータが起動制御装置によって起動制御されるものであって、前記起動制御装置は、同期モータの界磁巻線に所定周波数の交流電流を与えるインバータと、同期モータの界磁巻線の端部電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段で検出された電圧を、インバータにより与えられる交流電流に基づく電圧波形の影響が小さくなるように補正して、逆起電力による電圧波形成分を確認できるように補正する波形補正手段と、を備え、前記波形補正手段は、前記同期モータの界磁巻線に接続された第1分圧抵抗素子と、前記第1分圧抵抗素子に直列接続された第2分圧抵抗素子と、前記第2分圧抵抗素子に対して切り離し可能に並列接続された第3分圧抵抗素子とを備える回路として構成されているとともに、前記第3分圧抵抗素子が、前記インバータからの切換信号によって、前記第2分圧抵抗素子に対する接続/切離が切換られることで、回路の分圧比を変えて、インバータにより与えられる交流電流に基づく電圧波形の影響が小さくなるように補正するものであり、波形補正手段で補正された電圧波形をインバータの制御信号にフィードバックすることを特徴とする。
【0012】
センサレスブラシレスモータは、ブラシ摩耗の問題がないので、ブラシ付きモータに比べて寿命が長い。また、センサレスブラシレスモータは、センサを備えていないので、エンジン近傍等の高温環境下でも動作することができる。
また、センサのハーネスを不要化することができ、電気的ノイズの影響が重大でなくなるから、ハーネスが長くても良くなる。よってモータとドライバの距離が遠くても問題が無くなり、これらの位置関係の自由度が向上する。
以上のことから、高温環境下への適応性が向上し、エンジン近傍等の高温位置を避ける必要がなく、レイアウトの自由度が高まり、コンパクト化を図ることができる。
【0013】
また、界磁巻線の端部電圧は、インバータから与えられる交流電流に基づく電圧波形と、同期モータの逆起電力に基づく電圧波形に基づく電圧波形との合成である。ところが、合成波形に対する逆起電力波形は小さい。
そこで、本発明では、インバータからの切換信号によって、波形補正手段の回路分圧比を変えて、合成波形のうち、インバータにより与えられる交流電流に基づく電圧波形の影響が小さくなるように補正するため、逆起電力による電圧波形成分が明確になる。
よって、同期モータの起動時の、電機子の回転速度が遅い状態でも、逆起電力成分の位相差をインバータの制御信号に反映させることができ、起動直後の短時間のうちに、同期モータをセンサレスモードにすることができ、必要に応じてポンプを停止・起動を繰り返す制御を行っても、センサレスモードまでの起動性が良いため、円滑な動作が確保される。
【0014】
また、第2の発明は、前記両ディスクとローラとの接触部に潤滑油を供給するための潤滑油ポンプを更に備え、前記潤滑油ポンプを駆動するモータとして、センサレスブラシレスモータが用いられていることを特徴とする。
【0015】
第2の発明においても、センサレスブラシレスモータを採用することにより、
寿命が長く、高温環境下への適応性が向上し、エンジン近傍等の高温位置を避ける必要がないので、レイアウトの自由度が高まり、コンパクト化を図ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態におけるフルトロイダル型無段変速機の要部を示す概略断面図である。図において、本実施形態のフルトロイダル型無段変速機のバリエータ1には、車両の動力源であるエンジンの出力軸(図示せず)に連結されて回転駆動される入力軸3が設けられており、その両端近傍にはそれぞれ入力ディスク5が支持されている。
【0017】
各入力ディスク5の一側面には、凹湾曲上の軌道面5bが形成されており、その内周には複数条の溝を切ったスプライン穴5aが形成されている。入力ディスク5は、そのスプライン穴5aを入力軸3に設けられたスプライン軸3aに結合させることによって、入力軸3に一体回転可能に組み付けられている。さらに、各入力ディスク5は、入力軸3に固定された係止リング51によって互いに離反する方向への移動が規制されている。
【0018】
上記入力軸3の軸方向中央部には、出力部材6aと、この出力部材6aにそれぞれ一体回転可能に支持された出力ディスク6bとを備える出力部6が、当該入力軸3に対して相対回転自在に設けられている。入力ディスク5の軌道面5bに対向する出力ディスク6bの一側面には、凹湾曲状の軌道面6cが形成されている。また、上記出力部材6aの外周にはチェーン6dと噛み合うスプロケットギヤ6eが形成されており、チェーン6dを介して外部へ動力が取り出されるようになっている。
【0019】
上記出力ディスク6bは、出力部材6aに対して軸方向への微動が許容された状態で組み込まれており、その背面にはエンドロード用シリンダの油室6gを構成する隙間を設けてバックアップ板6hが配置されている。上記油室6gはケーシング6f及び図示しないシールによって密封されており、この油室6gに油圧回路から油圧を供給することにより、出力ディスク6bを、対向する入力ディスク5方向へ付勢して、端末負荷が加えられている。
【0020】
互いに対向する一対の入力ディスク5の軌道面5bと出力ディスク6bの軌道面6cとの各間は、トロイド状隙間として構成されており、各トロイド状隙間には、複数、例えば3個の円盤状のローラ7が円周等配に配置されている。
ローラ7と各軌道面5b、6cとの間には、油圧回路から潤滑油が供給される。尚、図1では、図面の簡略化のために、各トロイド状隙間に配置された1個のローラ7のみを図示している。
【0021】
また、上記の各ローラ7は、図1の実線にて示すように、上記トロイド状隙間が両軌道面5b、6cの対向方向で最大寸法となる当該両軌道面5b,6c上の位置で、転走可能に配置されたものであり、キャリッジ8によって回転自在に、かつ、その回転軸7aが傾動可能に支持されている。キャリッジ8には、図1の紙面と交差する方向に、油圧シリンダによる駆動力が付与されて、図1の2点鎖線で示すように回転軸7aが傾動する。
【0022】
図2は、油圧回路を示している。この油圧回路は、ローラの回転軸7aを傾動させる油圧シリンダ10とエンドロード用シリンダとに作動圧油を供給し、ローラ7と各軌道面5b、6cとの間に潤滑油を供給するためのものである。
尚、図2では、説明の簡略化のため、1個のローラ7に関しての構成を示しているが、実際には、油圧シリンダ10が各ローラに設けられている。
【0023】
図において、ローラ7には上記のキャリッジ8が接続されており、このキャリッジ8は第1及び第2の油室10a,10bを有し、当該キャリッジ8に対して進退方向に駆動力を付与する油圧シリンダ10が接続されている。
【0024】
上記第1及び第2の油室10a,10bには、それぞれ油圧配管31,32が接続され、各油圧配管31,32は比例弁23を介して、第1油圧ポンプ11に接続されている。第1油圧ポンプ11は、油圧配管30を介して油タンク20に接続されており、その油タンク20から第1及び第2の油室10a,10bに作動油をそれぞれ供給する。また、第1及び第2の油室10a,10bには、図示しない制御装置により制御される電磁圧力制御弁14,15がそれぞれ油圧配管33,34を介して接続されている。
また、これらの電磁圧力制御弁14,15はそれぞれ油圧配管35,36を介して油タンク20に接続されており、以上の構成によって第1及び第2の油室10a,10bに作動油を供給するための油圧回路が構成され、ローラ7を押したり、引いたりする油圧P1,P2を第1及び第2の油室10a,10bにそれぞれ発生させる。
【0025】
しかも、第1油室10aと第2油室10bとの切替を比例弁23で行っているため、弁をリニアに切り替えることができ、高圧時の弁の切り替えによって急激に減圧し、トランスミッションの変速ショックとなることを防止できる。
【0026】
また、エンドロード用シリンダの油室6gには、油圧配管38からシャトル弁22経由で作動油が供給される。シャトル弁22は、油圧配管31と油圧配管32の油圧うち、高圧の油圧を油室6gに供給するためのものである。
油圧回路は、変速制御用アクチュエータ10,6bに油を供給する第1油圧ポンプ11のほかに、潤滑油をバリエータ等に供給するための第2の油圧ポンプ12を備えている。第2油圧ポンプ12からは、比例弁24を介してバリエータ側に潤滑油が与えられ、入力及び出力ディスク5,6bとローラ7との接触部において必要とされる潤滑油が供給される。なお、第2油圧ポンプからは、チェーン6dその他潤滑油が必要とされる他の部位にも潤滑油が供給される。
【0027】
また、図示はしていないが、油圧回路は、トロイダル無段変速機のLowレジウムとHighレジウムを切り替えるためのクラッチの作動に用いられる第3の油圧ポンプを備えている。第3の油圧ポンプは、比例弁を介して、LowレジウムクラッチとHighレジウムクラッチにそれぞれ接続されている。
【0028】
前記第1油圧ポンプ11、第2油圧ポンプ12、及び第3油圧ポンプは、それぞれ電動モータ駆動の電動ポンプによって構成されている。したがって、エンジン駆動のポンプに比べて、エンジンが浪費していたエネルギーを節約することができ、エンジン回転数が高回転になることによるポンプの騒音を低減できる。
【0029】
ここで、第1油圧ポンプ11は、1kW程度のモータを搭載した1台の電動ポンプであり、第2油圧ポンプ12は、300W程度のモータを搭載した1台の電動ポンプであり、第3油圧ポンプは、1kW程度のモータを搭載した1台の電動ポンプである。このように、3系列の油圧系列のそれぞれに合った出力の電動ポンプが設けられており、油圧流量の最適化が図られている。また、各系列はそれぞれ一台のポンプによって構成されているので、装置の小型化を図ることができる。
【0030】
図3は、第1〜第3の油圧ポンプ11,12の概略構成図を示している。油圧ポンプ11,12は、ポンプ本体15と、ポンプ本体15を駆動するためのモータ16と、モータ16のドライバ17とが含まれており、ドライバ17及びモータ16はバッテリ18から供給される電力によって動作される。なお、バッテリ18の電圧は将来必要となるであろう高電圧化(例:DC42V)に対応するものとされている。
【0031】
電動ポンプである第1〜第3の油圧ポンプ11,12には、モータ16及びドライバ(起動制御装置)17として、センサレスブラシレスモータが採用されている。すなわち、モータとして、同期モータが用いられ、しかもその回転子の角度位置を検出するためのセンサはなく、ドライバ17によって同期モータ16が直流モータと等価な特性を示すように、高効率で常に運転される。
【0032】
第1〜第3の油圧ポンプ11,12は、エンジンルームに配置されるが、モータがセンサレスブラシレスであるため、高温環境下でも、長寿命で安定して動作できるため、高温のエンジンを避けて配置する必要がない。このため、搭載の自由度が高くなり、小型化を図ることができる。
特に、本実施例のようなフルトロイダル型無段変速機では、その制御等に必要な油圧ポンプ数が多い、又はサイズが大きくなるため、上記効果は顕著である。
【0033】
図4に示すように、同期モータ16は、電機子(回転子)82と界磁巻線81とを有する。同期モータ16の界磁巻線81には、3相のインバータ回路91から所定周波数の交流電流が与えられる。界磁巻線81の端部電圧は、電圧検出・波形補正回路110で検出され、検出された電圧は、後述するように、逆起電力による電圧波形成分を確認できるように波形補正がされる。
【0034】
そして、補正された電圧波形は積分回路111において積分され、さらに方形波変換回路112で方形波に変換された後、位相差検出回路104の一方入力として与えられる。
一方、発振回路101(この発振回路101は、たとえばVCO(Voltage Controlled Oscillator)で構成することができる。)の発振出力は、120゜通電波形発生回路102へ与えられて、同期モータ16を制御するための120゜通電波形が生成される。この波形は、PWM(Pulse Width Modulation)回路106へ与えられ、その出力によってインバータ回路91が制御される。
【0035】
120゜通電波形発生回路102の出力から、電圧の位相が取り出されるようになっており、取り出された電圧位相は位相差検出回路104の他方入力として与えられる。位相差検出回路104は、方形波変換回路112の出力と120゜通電波形発生回路102の出力との2つの電圧の位相差を検出して出力する。その位相差は差動アンプ105で増幅されて発振回路101へフィードバックされる。これにより、発振回路101の発振周波数が制御される。
【0036】
このようにして同期モータ16の界磁巻線81の端部電圧に現れる逆起電力が、インバータ91の制御信号にフィードバックされるから、逆起電力が発生すると直ちにその逆起電力に基づいて120゜通電波形発生回路102の出力が調整されるので、同期モータ16は起動開始後ごく短期間でコミュテーションモード(センサレスモード)になる。
【0037】
なお、図3に示す回路では、速度設定信号に基づき、差動アンプ105の利得が制御される。つまり、同期モータ16が見かけ上滑らかに加速できるよう、速度設定信号に差動アンプ105の利得が比例するようにされている。さらに、発振回路101の出力周波数と速度設定信号である設定周波数との差が減算器107で求められ、それが増幅器108で増幅されてPWM回路106へ与えられる。これにより、120゜通電波形発生回路102で発生される波形の波高値が制御される。
【0038】
図5は、電圧検出・波形補正回路110の具体例を示す回路図である。この回路110は、界磁巻線81の端部電圧を検出するための電圧検出手段と、検出された電圧をインバータにより与えられる交流電流に基づく電圧波形の影響が小さくなるように補正する波形補正手段として機能する。図5に示すように、電圧検出・波形補正回路110は、たとえば3つの分圧抵抗素子121〜123と、アナログスイッチ124とを備える回路により構成できる。抵抗素子121,122は直列接続されており、抵抗素子121の一端は同期モータ16の界磁巻線81の端部に接続されている。また抵抗素子122の開放端は接地されている。これにより、抵抗素子121,122の抵抗比率で分圧された電圧が、界磁巻線81の端部電圧として検出できる。そしてこの検出電圧は積分回路111へ与えられて積分波形となる。
【0039】
この実施例では、抵抗素子122に並列に抵抗素子123が接続されている。そして抵抗素子123は任意のタイミングで接続されたり、切り離されたりできるように、アナログスイッチ124を介して接続されている。アナログスイッチ124は、例えば、MOSトランジスタ等の無接点スイッチで構成されている。そしてアナログスイッチ124は、インバータ91の切換信号(PWM回路106から与えられる信号)により切り換えられる。
【0040】
かかる構成により、アナログスイッチ124のオン,オフにより、電圧検出回路の分圧比が変化するので、インバータ91から同期モータ16に電流が与えられる期間だけ、アナログスイッチ124をオンすることにより、抵抗の分圧比を変えて、インバータ91から出力される電流に基づく電圧波形の影響を小さくすることができる。
【0041】
図6aに示すように、同期モータ16の起動時には、インバータ91から、周波数の低い交流電流が界磁巻線81に供給され、電機子(回転子)82が引き込まれて回転が開始する。電機子82が回転すると、逆起電力が生じ、逆起電力の振幅は電機子82の回転上昇とともに大きくなる。界磁巻線81の端部電圧は、インバータ91から与えられる交流電流に基づく電圧波形と、逆起電力に基づく電圧波形との合成波形である(図6b)。
【0042】
この合成波形をそのまま積分回路111に与えても、合成波形全体に対する逆起電力波形が小さいため、逆起電力成分は積分波形にほとんど反映されない。
ここで、インバータ91から与えられる交流電流波形は、インバータ91自身が出力している波形であって既知であるから、これを利用して波形補正手段としての回路110によって、合成波形からインバータ91から出力される電流に基づく電圧波形の影響を小さくして、図6cのような逆起電力成分を明確にしている。
【0043】
よって、同期モータ16起動時の、電機子82の回転速度が遅い状態でも、逆起電力成分の位相差(進み位相)をインバータ91への制御信号に反映させることができ、起動直後の短時間のうちに、同期モータ16をコミュテーションモード(センサレスモード)にすることができる。実際に測定した結果では、約0.06秒で同期モータ16をコミュテーションモード(センサレスモード)にすることができた。
【0044】
変速機に使用される油圧ポンプ11,12は、円滑な動作のため、電動ポンプとして油圧が立ち上がるまでに、たとえば0.2秒以下であることが条件とされ、モータの起動性能としては、0.1秒以下が要求されるが、上記のセンサレスブラシレスモータであれば、この要求を十分満たすことができる。
【0045】
したがって、エンジン停止状態からエンジンが始動する直前に素早く油圧を立ち上げることができ、必要に応じてポンプを停止・起動を繰り返す制御を行っても、円滑な動作が確保される。また、常にポンプを動作させる場合であっても、センサレスブラシレスであるので、高温環境下でも長寿命とすることができる。
また、起動性が良いので、潤滑油系の第2油圧ポンプ12を変速機が始動する前に起動させて、変速機始動前に潤滑油を供給することが可能となり、変速機の焼き付きを防止できる。
【0046】
図7は、第2の実施形態を示しており、この第2実施形態では、第1油圧ポンプとして、エンジン駆動ポンプ11aと、電動モータ駆動の電動ポンプ11bとが用いられている。両ポンプ11a,11bは並列的に配置されており、いずれのポンプ11a,11bからも油圧シリンダ10及びエンドロード用シリンダの油室6gに油を供給することができる。ここでは、エンジン駆動ポンプ11aが主ポンプとして用いられ、電動ポンプ11bが補助ポンプとして用いられている。すなわち、車両走行時はエンジン駆動ポンプ11aでアクチュエータ10,6gを駆動し、車両がアイドルストップした状態では電動ポンプにより油圧を発生させて変速機をアイドル状態とすることができる。
したがって、アイドルストップ状態からアクセルペダルを踏めば瞬時に車両を発進させることができる。
【0047】
また、車両の通常走行時には、エンジン駆動ポンプ11aで油を供給し、エンジン回転数が小さくなり油流量不足になりそうになったら、電動ポンプ11bを作動させて最低流量を確保させることもできる。
このようにすることで、エンジン駆動ポンプ11aのポンプ容量を小さくすることができ、エンジンの負荷が小さくなり省エネ化が図れる。
【0048】
【発明の効果】
本発明によれば、ポンプにセンサレスブラシレスモータが用いられているので、ブラシ摩耗の問題がなく長寿命であるとともに、センサを備えていないため、エンジン近傍等の高温環境下でも動作することができる。
したがって、高温環境下への適応性が向上し、エンジン近傍等の高温位置を避ける必要がなく、レイアウトの自由度が高まり、コンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 トロイダル型無段変速機の要部を示す概略断面図である。
【図2】 トロイダル型無段変速機の油圧回路図である。
【図3】 センサレスブラシレスモータの概略構成図である。
【図4】 図3におけるドライバおよび同期モータの具体的な回路構成図である。
【図5】 電圧検出・波形補正回路の具体例を示す回路である。
【図6】 波形が補正されることを説明する波形図である。
【図7】 第2実施形態に係る油圧回路である。
【符号の説明】
1 バリエータ
5 入力ディスク
6a 出力ディスク
7 ローラ
10 油圧シリンダ
11 第1油圧ポンプ(変速制御アクチュエータ用)
12 第2油圧ポンプ(潤滑用)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a full toroidal continuously variable transmission.
[0002]
[Prior art]
In the full toroidal continuously variable transmission, the following three hydraulic systems are generally required for the shift control and the supply of lubricating oil. The first is a hydraulic system of a hydraulic cylinder for pressing the input / output disk and the roller, the second is a hydraulic system used for the operation of a clutch for switching between low rhedium and high rhedium, and the third is in the transmission. This is a hydraulic system for circulating lubricating oil.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional full toroidal continuously variable transmission, all these three hydraulic pressures are generated by an engine driven hydraulic pump. For this reason, the flow rate of the oil is variable in synchronization with the rotational speed of the engine, and the pump is configured to waste energy by discharging oil even when unnecessary.
[0004]
Therefore, there is a problem that the hydraulic pump is not driven by the engine but is electrically driven so that the flow rate can be controlled and the hydraulic pressure is generated as much as necessary when necessary.
Moreover, regarding the hydraulic system for lubricating oil, it is desirable to use an electric pump instead of an engine-driven hydraulic pump so that the lubricating oil can be discharged even when the engine is stopped to prevent the seizure of the mission when the engine is started. There is a request. In a toroidal type continuously variable transmission that transmits power by interposing an oil film between the disk and the roller without directly contacting the disk and the roller, direct contact between the disk and the roller due to the oil film breakage during transmission operation is prevented. Therefore, it is important to always supply the lubricating oil to the contact portion between the disk and the roller.
[0005]
However, the drive source of a conventional electric pump is a motor with a brush, but the engine room where the electric pump is located is in a high temperature environment with an ambient temperature of 120 ° C or higher. However, there is a problem that the lifetime is short.
[0006]
On the other hand, in order to avoid brush wear, it is conceivable to use a brushless motor as a drive source of the electric pump. The brushless motor is a synchronous motor that exhibits characteristics equivalent to those of a DC motor, and is a device that includes a synchronous motor and a driver for driving.
When using a synchronous motor as a brushless motor, a sensor such as a Hall element is generally required to detect the angular position of the rotor, and an alternating current corresponding to the angular position of the rotor detected by this sensor is generated. Generated by the inverter and applied to the field winding.
[0007]
However, as described above, the engine room or the like where the electric pump is disposed is in a high temperature environment. However, a brushless motor with a sensor has a problem that the sensor is vulnerable to heat.
Thus, both a motor with a brush and a brushless motor are weak in a high temperature environment.
[0008]
Furthermore, in a motor with a sensor, if the sensor harness is long, it is likely to be affected by electrical noise, and therefore the distance between the motor and the driver needs to be shortened.
[0009]
Moreover, the conventional full toroidal continuously variable transmission has two pumps in each of the three series, and has six pumps as a whole. For this reason, if the pump drive source is replaced with a brushed motor or a brushless motor, it is necessary to arrange as many as six motors in a position avoiding high temperatures in the engine room, or to install separate heat insulation means. The above restrictions become large, and the mounting flexibility and compactness are lacking.
[0010]
The present invention has been made in view of such problems, and provides a full toroidal continuously variable transmission that can ensure the adaptability of an electric motor to a high temperature environment and can increase the degree of freedom in layout and compactness. The purpose is to do.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means. That is, according to the first aspect of the present invention, a roller that is disposed in a toroidal gap between an input disk and an output disk facing each other and transmits torque between the disks, and an end load hydraulic pressure for applying an end load to the disk. A cylinder, a carriage that can rotate the roller and tiltably support the rotation shaft of the roller, and can move forward and backward to push and pull the roller, and a hydraulic cylinder that applies driving force in the forward and backward direction of the carriage. In the full toroidal continuously variable transmission, the hydraulic pump is driven by operating an end load hydraulic cylinder and a hydraulic cylinder that applies a driving force in the advancing and retreating direction of the carriage by the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump. A sensorless brushless motor is used as the motor to perform the sensorless brushless motor. The synchronous motor is controlled to be started by a start control device, and the start control device includes an inverter that applies an alternating current of a predetermined frequency to the field winding of the synchronous motor, and an end of the field winding of the synchronous motor Voltage detection means for detecting the voltage and the voltage detected by the voltage detection means can be corrected so that the influence of the voltage waveform based on the alternating current given by the inverter is reduced, and the voltage waveform component due to the back electromotive force can be confirmed. And a waveform correction unit that corrects the first voltage dividing resistor element connected to the field winding of the synchronous motor and the first voltage dividing resistor element connected in series. The circuit includes a second voltage-dividing resistor element and a third voltage-dividing resistor element that is detachably connected in parallel to the second voltage-dividing resistor element, and the third voltage-dividing resistor element includes: , By switching the connection / disconnection to the second voltage dividing resistor element according to the switching signal from the inverter, the voltage division ratio of the circuit is changed so that the influence of the voltage waveform based on the alternating current given by the inverter is reduced. The voltage waveform corrected by the waveform correction means is fed back to the control signal of the inverter.
[0012]
A sensorless brushless motor has no problem of brush wear and therefore has a longer life than a motor with a brush. Further, since the sensorless brushless motor does not include a sensor, it can operate even in a high temperature environment such as the vicinity of the engine.
Moreover, the harness of the sensor can be eliminated and the influence of electrical noise is not significant, so that the harness can be long. Therefore, there is no problem even if the distance between the motor and the driver is long, and the degree of freedom of these positional relationships is improved.
From the above, adaptability to a high temperature environment is improved, it is not necessary to avoid a high temperature position such as the vicinity of the engine, etc., the degree of freedom in layout is increased, and a compact design can be achieved.
[0013]
The end voltage of the field winding is a combination of a voltage waveform based on an alternating current given from the inverter and a voltage waveform based on a voltage waveform based on the counter electromotive force of the synchronous motor. However, the counter electromotive force waveform with respect to the composite waveform is small.
Therefore, in the present invention, the circuit voltage dividing ratio of the waveform correction means is changed by the switching signal from the inverter, and the combined waveform is corrected so that the influence of the voltage waveform based on the alternating current given by the inverter is reduced. The voltage waveform component due to the back electromotive force becomes clear.
Therefore, even when the rotational speed of the armature is slow at the time of starting the synchronous motor, the phase difference of the back electromotive force component can be reflected in the control signal of the inverter. The sensorless mode can be set, and even if the pump is repeatedly controlled to stop and start as necessary, the startability up to the sensorless mode is good, so that a smooth operation is ensured.
[0014]
Further, the second invention further includes a lubricating oil pump for supplying lubricating oil to the contact portion between the both disks and the roller, and a sensorless brushless motor is used as a motor for driving the lubricating oil pump. It is characterized by that.
[0015]
Also in the second invention, by adopting a sensorless brushless motor,
Since the life is long, adaptability to high temperature environments is improved, and it is not necessary to avoid high temperature positions such as the vicinity of the engine, the degree of freedom in layout is increased and the size can be reduced.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a full toroidal continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention. In the figure, the variator 1 of the full toroidal continuously variable transmission according to the present embodiment is provided with an input shaft 3 that is connected to an output shaft (not shown) of an engine that is a power source of the vehicle and is rotationally driven. The
[0017]
A concave
[0018]
An output portion 6 including an
[0019]
The
[0020]
A space between the
Lubricating oil is supplied from the hydraulic circuit between the
[0021]
Further, as shown by the solid line in FIG. 1, each of the
[0022]
FIG. 2 shows a hydraulic circuit. This hydraulic circuit supplies hydraulic oil to the
In FIG. 2, for the sake of simplification of explanation, the configuration relating to one
[0023]
In the figure, the
[0024]
These electromagnetic
[0025]
In addition, since the switching between the
[0026]
Further, hydraulic oil is supplied from the
The hydraulic circuit includes a second
[0027]
Although not shown, the hydraulic circuit includes a third hydraulic pump that is used to actuate a clutch for switching between the low and high rhediums of the toroidal continuously variable transmission. The third hydraulic pump is connected to the low rhedium clutch and the high radium clutch via the proportional valve.
[0028]
The first hydraulic pump 11, the second
[0029]
Here, the first hydraulic pump 11 is one electric pump equipped with a motor of about 1 kW, the second
[0030]
FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of the first to third
[0031]
For the first to third
[0032]
The first to third
In particular, in the full toroidal type continuously variable transmission as in the present embodiment, the number of hydraulic pumps necessary for the control and the like is large or the size is large, and thus the above effect is remarkable.
[0033]
As shown in FIG. 4, the
[0034]
The corrected voltage waveform is integrated by the
On the other hand, the oscillation output of the oscillation circuit 101 (this
[0035]
The phase of the voltage is extracted from the output of the 120 ° energization
[0036]
Since the back electromotive force appearing at the end voltage of the field winding 81 of the
[0037]
In the circuit shown in FIG. 3, the gain of the
[0038]
FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific example of the voltage detection /
[0039]
In this embodiment, a
[0040]
With this configuration, since the voltage dividing ratio of the voltage detection circuit changes depending on whether the
[0041]
As shown in FIG. 6a, when the
[0042]
Even if this combined waveform is directly applied to the integrating
Here, since the alternating current waveform supplied from the
[0043]
Therefore, even when the rotational speed of the
[0044]
For smooth operation, the
[0045]
Therefore, the hydraulic pressure can be quickly raised immediately before the engine is started from the engine stopped state, and smooth operation is ensured even if the control for repeatedly stopping and starting the pump is performed as necessary. Further, even when the pump is always operated, since it is sensorless and brushless, it can have a long life even in a high temperature environment.
In addition, since the startability is good, it is possible to start the lubricating oil system second
[0046]
FIG. 7 shows a second embodiment. In the second embodiment, an
Therefore, if the accelerator pedal is depressed from the idle stop state, the vehicle can be started instantly.
[0047]
In addition, when the vehicle is traveling normally, oil is supplied by the
By doing in this way, the pump capacity | capacitance of the
[0048]
【The invention's effect】
According to the present invention, since a sensorless brushless motor is used for the pump, it has no problem of brush wear and has a long life, and since it is not equipped with a sensor, it can operate even in a high temperature environment such as the vicinity of the engine. .
Therefore, adaptability to a high temperature environment is improved, it is not necessary to avoid a high temperature position such as the vicinity of the engine, the degree of freedom in layout is increased, and a compact design can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a toroidal-type continuously variable transmission.
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram of a toroidal type continuously variable transmission.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a sensorless brushless motor.
4 is a specific circuit configuration diagram of a driver and a synchronous motor in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a circuit showing a specific example of a voltage detection / waveform correction circuit;
FIG. 6 is a waveform diagram illustrating that a waveform is corrected.
FIG. 7 is a hydraulic circuit according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
12 Second hydraulic pump (for lubrication)
Claims (2)
ディスクにエンドロードを加えるためのエンドロード用油圧シリンダと、
ローラを回転自在に、かつ、ローラの回転軸を傾動可能に支持するとともに、ローラを押し引きすべく進退可能なキャリッジと、
キャリッジの進退方向に駆動力を付与する油圧シリンダと、
を備え、
油圧ポンプによって発生した油圧によって、エンドロード用油圧シリンダとキャリッジの進退方向に駆動力を付与する油圧シリンダとを作動させて変速制御を行うフルトロイダル型無段変速機において、
前記油圧ポンプを駆動するモータとして、センサレスブラシレスモータが用いられ、
前記センサレスブラシレスモータは、同期モータが起動制御装置によって起動制御されるものであって、
前記起動制御装置は、
同期モータの界磁巻線に所定周波数の交流電流を与えるインバータと、
同期モータの界磁巻線の端部電圧を検出する電圧検出手段と、
電圧検出手段で検出された電圧を、インバータにより与えられる交流電流に基づく電圧波形の影響が小さくなるように補正して、逆起電力による電圧波形成分を確認できるように補正する波形補正手段と、
を備え、
前記波形補正手段は、前記同期モータの界磁巻線に接続された第1分圧抵抗素子と、前記第1分圧抵抗素子に直列接続された第2分圧抵抗素子と、前記第2分圧抵抗素子に対して切り離し可能に並列接続された第3分圧抵抗素子とを備える回路として構成されているとともに、前記第3分圧抵抗素子が、前記インバータからの切換信号によって、前記第2分圧抵抗素子に対する接続/切離が切換られることで、回路の分圧比を変えて、インバータにより与えられる交流電流に基づく電圧波形の影響が小さくなるように補正するものであり、
波形補正手段で補正された電圧波形をインバータの制御信号にフィードバックすることを特徴とするフルトロイダル型無段変速機。A roller arranged in a toroidal gap between the opposing input disk and output disk to transmit torque between both disks;
An end load hydraulic cylinder for applying an end load to the disc;
A carriage that is rotatable and supports the rotation axis of the roller in a tiltable manner, and a carriage that can be advanced and retracted to push and pull the roller;
A hydraulic cylinder for applying a driving force in the forward and backward direction of the carriage;
With
In a full toroidal continuously variable transmission that performs shift control by operating a hydraulic cylinder for end load and a hydraulic cylinder that applies a driving force in the advancing and retreating direction of the carriage by the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump,
A sensorless brushless motor is used as a motor for driving the hydraulic pump,
In the sensorless brushless motor, the synchronous motor is controlled to be activated by the activation control device,
The activation control device includes:
An inverter for applying an alternating current of a predetermined frequency to the field winding of the synchronous motor;
Voltage detection means for detecting the end voltage of the field winding of the synchronous motor;
A waveform correcting means for correcting the voltage detected by the voltage detecting means so that the influence of the voltage waveform based on the alternating current given by the inverter is reduced, and correcting the voltage waveform component due to the back electromotive force;
With
The waveform correcting means includes a first voltage dividing resistor element connected to a field winding of the synchronous motor, a second voltage dividing resistor element connected in series to the first voltage dividing resistor element, and the second voltage dividing element. And a third voltage dividing resistor element connected in parallel with the voltage resistive element in a separable manner, and the third voltage dividing resistive element is connected to the second voltage dividing element by a switching signal from the inverter. By switching the connection / disconnection to the voltage dividing resistor element, the voltage dividing ratio of the circuit is changed, and the correction is made so that the influence of the voltage waveform based on the alternating current given by the inverter becomes small.
A full toroidal continuously variable transmission, wherein the voltage waveform corrected by the waveform correcting means is fed back to the control signal of the inverter.
前記潤滑油ポンプを駆動するモータとして、センサレスブラシレスモータが用いられていることを特徴とする請求項1記載のフルトロイダル型無段変速機。Further comprising a lubricating oil pump for supplying lubricating oil to the contact portion between the two disks and the roller,
2. The full toroidal continuously variable transmission according to claim 1, wherein a sensorless brushless motor is used as a motor for driving the lubricating oil pump.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001322625A JP3774391B2 (en) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | Full toroidal continuously variable transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001322625A JP3774391B2 (en) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | Full toroidal continuously variable transmission |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003130164A JP2003130164A (en) | 2003-05-08 |
| JP3774391B2 true JP3774391B2 (en) | 2006-05-10 |
Family
ID=19139643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001322625A Expired - Fee Related JP3774391B2 (en) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | Full toroidal continuously variable transmission |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3774391B2 (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4655635B2 (en) * | 2005-01-17 | 2011-03-23 | トヨタ自動車株式会社 | Hydraulic control device with opposed connection of oil flow control valve |
| JP4649998B2 (en) * | 2005-01-17 | 2011-03-16 | トヨタ自動車株式会社 | Shift control device with pressure-receiving surface difference of continuously variable transmission |
| JP4775627B2 (en) | 2005-04-28 | 2011-09-21 | 株式会社ジェイテクト | Full toroidal continuously variable transmission |
| JP5348038B2 (en) * | 2010-03-23 | 2013-11-20 | トヨタ自動車株式会社 | Continuously variable transmission |
| JP6063847B2 (en) * | 2013-09-25 | 2017-01-18 | 本田技研工業株式会社 | Current control device |
| WO2016120987A1 (en) * | 2015-01-27 | 2016-08-04 | 株式会社ユニバンス | Stepless transmission |
| JP2016169843A (en) * | 2015-03-16 | 2016-09-23 | 日本精工株式会社 | Continuously variable transmission |
-
2001
- 2001-10-19 JP JP2001322625A patent/JP3774391B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003130164A (en) | 2003-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2119905B1 (en) | Starting and generating apparatus for engine | |
| TWI290534B (en) | Loading apparatus in industrial vehicle for load operation | |
| US10767523B2 (en) | Auxiliary drive system for a pump | |
| EP1233179B1 (en) | Composite drive system for compressor | |
| JP5835345B2 (en) | Vehicle control device | |
| JP3774391B2 (en) | Full toroidal continuously variable transmission | |
| JP2003182391A (en) | Vehicle driving force transmission device | |
| JP3940267B2 (en) | Synchronous motor start control device and electric pump for controlling working fluid of automobile drive system using the device | |
| US20130336808A1 (en) | Out rotor drive electrical vane pump | |
| US7828132B2 (en) | Dual function holding device operable under a system power loss condition | |
| JP2012520969A (en) | Rotary vacuum pump with device for removing drive motor | |
| JP6885148B2 (en) | Motor control device | |
| JP2025067246A (en) | Differential rotary pump and pump system | |
| JP2004019580A (en) | Vehicle transmission | |
| JP2000136791A (en) | Turbo molecular pump | |
| JP7697303B2 (en) | Actuator | |
| JP4088766B2 (en) | Electric motor with friction roller type transmission | |
| JP2000270588A (en) | Dynamic pressure bearing motor controller | |
| US20150057864A1 (en) | Vehicle drive mechanism | |
| JPH10318176A (en) | Combined compression device | |
| CN118804846A (en) | Hybrid drives and auxiliary power units using internal combustion engines and rotating electrical machines | |
| JP2002195369A (en) | Temperature control device for toroidal type continuously variable transmission | |
| JP2012100431A (en) | Electric motor | |
| JP2002027776A (en) | Apparatus and method for controlling synchronous motor, motor-operated pump for controlling working fluid of driving system | |
| JPS5918235A (en) | Auxiliary machinery driving apparatus functioning also as starter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040726 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20040726 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040726 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040729 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050531 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050801 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050913 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051108 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060120 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060217 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3774391 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100224 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100224 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110224 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110224 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120224 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120224 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130224 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130224 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140224 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |