CN101196234B - 无级变速机的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无级变速机的控制装置，其能够提高车辆的起动性。在车辆停车中，在将由非旋转状态的主带轮(2)、副带轮(3)与V形带(4)的接触半径确定的变速比向最低变更的回低控制时，根据副带轮压力Psec算出推定变速比ic。在进行回低控制的中途有车辆的起动请求时，根据推定变速比ic控制主带轮压力Ppri和副带轮压力Psec。

Description

无级变速机的控制装置

技术领域

本发明涉及一种无级变速机的控制装置。

背景技术

在安装有无级变速机的车辆中，在主带轮与副带轮之间张挂皮带，通过改变主带轮和副带轮上的带的旋转半径进行变速。在车辆的制动、减速时，将停车后下次起动时的变速比返回到最低，其倒退行变速控制以停车。此外，专利文献1中公开的技术如下，在紧急制动、紧急减速时车辆在变速比返回到最低之前停车的情况下，在起动倒退行将变速比返回到低侧的控制，以使下次起动时成为适于起动的变速比，但在进行这种控制时，要限制变速比向低侧的变更速度，以不使皮带产生打滑。

此外，如专利文献2所公开的技术，进行如下控制，在车辆起动时即使主带轮压力经过规定时间也达不到规定压力以上的情况下，则判定为记忆的带轮信息与实际的变速比产生偏差，使步进电动机慢慢变位到与高变速比对应的操作位置，检测主带轮压力是否上升，并通过将其设定为合适的操作位置而能够进行起动。

专利文献1：(日本国)特开昭63-074736号公报

专利文献2：(日本国)特开2004-125037号公报

然而，上述发明中存在的问题是，从比较高的变速比向低侧变更变速比时，在起动时会增加作用在皮带上的负荷，使皮带劣化。

要解决上述问题，可通过例如在停车中且完全释放离合器的状态下，使主带轮压力排放，增加副带轮压力，按照这些带轮在非旋转状态下使带套挂位置成为最低的位置的方式进行变位，但在进行这些控制期间，在没有返回到最低的状态下驾驶员发出起动请求时，在离合器联接前需要将工作油充填到主带轮室，以不使皮带产生打滑。

如专利文献2，在利用步进电动机的驱动位置与主带轮的可动圆锥板的位置关系向主带轮室进行给排工作油的无级变速机中，通过将步进电动机的驱动位置变位到对应于比最低位置更低侧的位置，成为排放主带轮室的工作油的状态，因此，为了切换成在主带轮室导入工作油的状态，需要将步进电动机的驱动位置变位到比与当前的变速比的对应位置的更高侧。

但是，在带轮非旋转状态下，由于无法根据主带轮的旋转速度和副带轮的旋转速度的关系来运算变速比，因此，无法利用这些参数检测当前的变速比。

此时，如专利文献2的无级变速机，如果设置检测主带轮压力的传感器，则即使在不知道当前变速比的情况下，也能够通过将步进电动机的驱动位置变位到高侧，直到主带轮压力达到规定值以上为止，将工作油充填到主带轮室。

然而，在没有设置检测主带轮压力的传感器的无级变速机中，无法判定主带轮压力是否上升，无法使步进电动机准确地变位到相对于当前的变速比能够供给主带轮压力的位置，因此，存在损害损车辆起动性的问题。

发明内容

本发明是为解决上述问题而开发的，其目的在于，在车辆停车的状态下，即使在主带轮、副带轮保持非旋转状态而使变速比向低侧变化的控制中，也能够可靠地推定当前的变速比，以及在所述控制中对车辆有起动请求的情况下，能够防止皮带打滑，确保车辆的起动性能。

本发明提供一种无级变速机的控制装置，所述无级变速机具有：通过第一液压使槽宽度变化的输入侧的主带轮；通过第二液压使槽宽度变化的输出侧的副带轮；以及套挂于所述主带轮和所述副带轮并且与带轮的接触半径对应所述槽宽度变化的带，所述无级变速机的控制装置控制所述无级变速机，将从车辆发动机的输出侧经由摩擦联接要素传递的旋转力从主带轮经由带传递给副带轮，并且使由接触半径的关系确定的变速比无级变化，其中，包括：变速驱动器；变速控制阀，所述变速控制阀对应主带轮的可动凸缘的位置与变速驱动器位置的物理的位置关系，切换到将第一液压供给所述主带轮的位置、排出第一液压的位置、中立位置，控制第一液压；副带轮压力控制装置，所述副带轮压力控制装置控制第二液压；变速比控制装置，所述变速比控制装置在所述车辆停止状态下释放所述摩擦联接要素时，控制变速控制阀以使第一液压大致成为零，控制副带轮压力控制装置以使第二液压增高到规定液压，在主带轮以及副带轮的非旋转状态下，使带与主带轮的接触半径向缩小方向变位，且使带与副带轮的接触半径向扩大方向变位，从而使变速比向最低变化；之前变速比记忆装置，所述之前变速比记忆装置将停车之前的变速比作为之前变速比记忆；副带轮压力检测装置，所述副带轮压力检测装置检测第二液压；变速比变化量累计装置，所述变速比变化量累计装置在所述变速比控制装置进行的控制过程中，累计根据检测出的第二液压求得的变速比变化量；以及变速比推定装置，所述变速比推定装置根据之前变速比和累计的变速比变化量，推定变速比控制装置的控制过程中的变速比。

根据本发明，在车辆停车状态下，在主带轮、副带轮保持非旋转状态而使变速比向低侧变化的控制过程中，能够可靠地推定当前的变速比，另外，在所述控制中对车辆有起动请求时，能够根据推定的当前的变速比供给主带轮压力，因此，能够防止皮带打滑，能够确保车辆的起动性能。

附图说明

图1是本发明实施方式的无级变速机的概略结构图；

图2是本发明实施方式的变速控制液压回路以及变速机控制器的概略结构图；

图3是说明本发明实施方式的回低控制的流程图；

图4是表示本发明的主带轮压力与变速比变化率的关系的曲线图。

标记说明

1无级变速机

2主带轮

2b可动圆锥板(可动凸缘)

3副带轮

4V形带

7前进到退切换机构(摩擦联接要素)

13主带轮旋转传感器(主带轮旋转速度检测装置)

14副带轮旋转传感器(副带轮旋转速度检测装置、车速检测装置)

15副带轮压力传感器(副带轮压力检测装置)

24减压阀(副带轮压力控制装置)

25变速控制阀

27步进电动机(变速驱动器)

具体实施方式

下面，根据附图详细说明本发明的实施方式。图1概略表示V形带式无级变速机(以下称无级变速机)1，该无级变速机1将主带轮2以及副带轮3按照两者的V形槽对准的方式配置，将V形带(带)4套挂在这些带轮2、3的V形槽中。与主带轮2同轴地配置发动机5，在该发动机5与主带轮2之间从发动机5侧依次设置具备锁止离合器的变矩器6以及前进到退切换机构(摩擦联接要素)7。

前进到退切换机构7以双行星齿轮组7a为主要构成要素，将其太阳齿轮通过变矩器6与发动机5结合，将齿轮架与主带轮2结合。前进到退切换机构7还具备直接连结在双行星齿轮组7a的太阳齿轮与齿轮架之间的前进离合器7b、以及固定齿圈的倒退制动器7c，在前进离合器7b联接时，将从发动机5经由变矩器6的输入旋转原样地传递到主带轮2，在倒退制动器7c联接时，使从发动机5经由变矩器6的输入旋转逆转并向主带轮2传递。

主带轮2的旋转通过V形带4传递到副带轮3，副带轮3的旋转其后经由输出轴8、齿轮组9以及差速齿轮装置10传递到车辆。

为了在上述动力传递中能够变更主带轮2以及副带轮3之间的旋转传动比(变速比)，而将形成主带轮2以及副带轮3的V形槽的圆锥板中的一方设为固定圆锥板2a、3a，将另一方的圆锥板2b、3b设为向轴线方向能够变位的可动圆锥板(可动凸缘)。通过将以管路压力为原始压力产生的主带轮压力(第一液压)Ppri以及副带轮压力(第二液压)Psec供给主带轮室2c以及副带轮室3c，这些可动圆锥板2b、3b向固定圆锥板2a、3a施力，由此，使V形带4与圆锥板摩擦卡合，进行主带轮2与副带轮3之间的动力传递。

在变速时，通过对应目标变速比I(o)产生的主带轮压力Ppri与副带轮压力Psec之间的压差使两带轮2、3的V形槽宽度变化，并连续改变相对带轮2、3的V形带4套挂的圆弧半径，由此变更实际变速比ip，实现目标变速比I(o)。

主带轮压力Ppri以及副带轮压力Psec与选择前进行驶档时联接的前进离合器7b以及选择倒退行驶档时联接的倒退制动器7c的联接液压的输出一起由变速控制液压回路11进行控制。变速控制液压回路11响应来自变速机控制器12的信号进行控制。

向变速机控制器12中输入如下的信号，即，来自检测主带轮旋转速度Npri的主带轮旋转传感器(主带轮旋转速度检测装置)13的信号、来自检测副带轮旋转速度Nsec的副带轮旋转传感器(副带轮旋转速度检测装置、车速检测装置)14的信号、来自检测副带轮压力Psec的副带轮压力传感器(副带轮压力检测装置)15的信号、来自检测加速器踏板行程量APO的踏板开度传感器16的信号、来自断路开关17的选择档信号、来自检测变速工作油温TMP的油温传感器18的信号、有关来自进行发动机5的控制的发动机控制器19的输入转矩Ti的信号(发动机旋转速度及燃料喷射时间)、以及来自加速度传感器20的信号。

下面，使用图2的概略结构图说明变速控制液压回路11以及变速机控制器12。首先，对变速控制液压回路11进行说明。

变速控制液压回路11具备由发动机驱动的油泵21，将由油泵21供给到油路22的工作油的压力通过压力调节阀23调压到规定的管路压力PL。压力调节阀23根据加在螺线管23a的驱动负载比控制管路压力PL。

油路22的管路压力PL，一方面通过减压阀(副带轮压力控制装置)24调压而作为副带轮压力Psec供给副带轮室3c，另一方面通过变速控制阀25调压而作为主带轮压力Ppri供给主带轮室2c。减压阀24根据施加在螺线管24a的驱动负载比控制副带轮压力Psec。

变速控制阀25具有中立位置25a、增压位置25b、减压位置25c，为了切换这些阀位置，将变速控制阀25连结在变速联杆26的中间位置。变速联杆26在其一方的端连结作为变速驱动器的步进电动机27，在另一方的端连结主带轮2的可动圆锥板2b。

通过使步进电动机27从基准位置变为前进了对应目标变速比I(o)的步进数Step的操作位置，并利用步进电动机27的操作使变速联杆26以与可动圆锥板2b的连结部为支点进行摆动，使变速控制阀25从中立位置25a向增压位置25b或减压位置25c移动。由此，通过主带轮压力Ppri以管路压力PL为原始压力被增压或通过排放而被减压，使与副带轮压力Psec的压差变化，从而产生向高侧变速比的升档或向低侧变速比的降档，实际变速比(以下称变速比)ip随目标变速比I(o)变化。

变速的进行通过主带轮2的可动圆锥板2b被反馈到变速联杆26的对应端，变速联杆26以与步进电动机27的连结部为支点，使变速控制阀25从增压位置25b或减压位置25c向返回中立位置25a的方向摆动。由此，能够在达到目标变速比I(o)时，使变速控制阀25返回到中立位置25a，并将变速比ip保持在目标变速比I(o)。

压力调节阀23的螺线管驱动负载比、减压阀24的螺线管驱动负载比、以及对步进电动机27的变速指令(步数)与图1所示的是否向前进离合器7b以及倒退制动器7c供给联接液压的控制一起由变速机控制器12进行控制。变速机控制器12包括压力控制部12a以及变速控制部12b。

压力控制部12a决定压力调节阀23的螺线管驱动负载比、以及减压阀24的螺线管驱动负载比，变速控制部12b算出到达变速比DsrRTO、目标变速比I(o)。

在车辆停车时，随车速的下降运算到达变速比DsrRTO，根据该到达变速比DsrRTO求出目标变速比I(o)。

在车辆停车时，随车速的下降，将到达变速比DsrRTO设定在低侧，据此将目标变速比I(o)也设定在低侧，使步进电动机27变位到与目标变速比I(o)对应的位置，具体地说，变位到使变速比控制阀25成为减压位置25c的位置。由此，进行降档，使变速比ip最终成为最低而使车辆停车。

另外，在行驶过程中，以一定的运算周期(例如每10ms)，通过用由主带轮旋转传感器13检测出的主带轮旋转速度Npri除以由副带轮旋转传感器14检测出的副带轮旋转速度Nsec而求出变速比ip。当车速未达到规定值(第一规定值，例如3km/h)或主带轮旋转速度Npri没有达到规定值(第二规定值，例如200rpm)时，则判定为停车之前，将以该之前的运算周期(规定周期前)求出的变速比ip作为停车之前变速比ips记忆。另外，也可以用之前周期的变速比ip的运算值代替停车之前变速比ips，记忆多个周期前的运算值。

在变速比ip成为最低之前，存在车辆停止的情况，但该状态下，在车辆停车中，使离合器成为完全释放的状态，使主带轮压力Ppri完全排放，进行使副带轮压力Psec增高到规定压力的回低控制。由此，即使在主带轮2和副带轮3不旋转的情况下，也能够使可动圆锥板2b、3b移动，在主带轮2上V形带4套挂的圆弧半径变小，在副带轮3上V形带4套挂的圆弧半径增大。这样，使主带轮2和副带轮3的相对位置发生变化，使得由主带轮2和副带轮3的套挂圆弧半径的关系确定的变速比向低侧变更。

如上所述，在变速比ip成为最低之前车辆停车的情况下，通过进行将无级变速机1的变速比ip设为最低的回低控制，在下次起动时，能够从变速比ip为最低的状态起动。

另外，在进行回低控制的中途请求车辆起动时，如专利文献2的结构所示，如果能够检测主带轮压力Ppri，就能够推定当前的变速比，因此，能够使步进电动机27变位到将适于起动的液压供给主带轮2所需要的位置，但是，在没有设置主带轮压力传感器的无级变速机中，由于无法推定变速比，所以无法将步进电动机27变位到适当的位置。当无法将步进电动机27变位到适当的位置时，有可能在通过回低控制使主带轮压力Ppri排放的状态下，前进到退切换机构7传递来自发动机5的动力，导致V形带4打滑。下面，使用图3的流程图详细说明解决该问题的回低控制。以下的控制以每规定时间进行。

步骤S100中，判定是否满足回低控制开始条件。并且，在满足回低控制开始条时，读出被记忆的停止之前变速比ips，并进入步骤S101，在不满足回低控制开始条时，结束本控制(步骤S100构成之前变速比记忆装置)。

所谓满足回低控制开始条件的情况，是指在车辆完全停车的状态下且变速档为N档，变速比ip与规定值(例如2.0)相比位于高侧的情况，即，在变速比ip变更到可起动程度的低侧变速比之前车辆停车并且没有从发动机5传递动力的情况。另外，车辆完全停车只要根据制动器工作、加速器不操作、车速未达到规定车速(例如1km/h)等的参数判定即可。此外，为了满足不传递来自发动机5的动力，也可以将前进离合器7b(倒退制动器7c)的联接完全被释放设为条件。车速根据副带轮旋转速度Nsec算出。

在步骤S101中，将步进电动机27的操作位置设定为与成为最低位置相比机械更低侧的位置，开始进行主带轮压力Ppri的排放。该实施方式中，进行排放直到主带轮压力Ppri大致成为零。

在步骤S102中，向副带轮室3c供给油，提高副带轮压力Psec。该实施方式中，副带轮压力Psec增高到预先设定的规定压力P1。规定压力P1设为V形带4的强度极限的压力。通过由步骤S101开始主带轮压力Ppri的排放，并由步骤S102增高副带轮压力Psec，使带轮2、3处于非旋转状态，而变速比ip接着向最低变更(步骤101和步骤S102构成变速比控制装置)。

在步骤S103中，利用副带轮压力传感器15检测副带轮压力Psec。

在步骤S104中，根据由步骤S103检测出的副带轮压力Psec利用图4算出变速比变化率dip。图4是表示排放主带轮压力Ppri并增高副带轮压力Psec时的副带轮压力Psec与变速比变化率(变速比变化量)dip的关系的曲线图，当增高副带轮压力Psec时，变速比变化率dip增大。

在步骤S105中，对于上次算出的推定变速比ic加上由步骤S104算出的变速比变化率dip，算出当前的推定变速比ic。对于在开始回低控制之前的变速比ip、即对于被记忆的停车之前变速比ips加上由步骤S104算出的变速比变化率dip，算出推定变速比ic(步骤S105构成变速比变化量累计装置和变速比推定装置)。

在步骤S106中，判定是否满足回低控制结束条件。并且，在不满足回低控制结束条件时，进入到步骤S107，在满足回低控制结束条件时，进入到步骤S108。

所谓满足回低控制结束条件的情况，是指完全排放主带轮压力Ppri并且副带轮压力Psec成为规定压力P1的状态持续规定时间的情况，或是推定变速比ic成为最低的情况。

在步骤S107中，判定是否满足回低控制中止条件。并且，在满足回低控制中止条件时，进入到步骤S109，在不满足回低控制中止条件时，返回步骤S101，重复上述控制。

所谓满足回低控制中止条件的情况，是指变速杆***作到D档或R档并踏下加速器踏板的情况，或是车速比规定车速大的情况等，即对车辆有起动请求的情况。

当通过步骤S106满足回低控制结束条件时，主带轮2与副带轮3的相对位置为变速比ip成为最低时的位置或成为比最低机械更低侧的变速比时的位置。在步骤S108中，将步进电动机27的操作位置设为变速比ip成为最低时的位置，将副带轮压力Psec设为变速比ip成为最低时的压力。由此，在下次起动时，能够从变速比ip为最低的状态使车辆起动，从而能够提高车辆的起动性能。

在步骤S109中，通过步骤S107满足回低中止条件，即由于在回低控制中有起动请求，所以将步进电动机27的操作位置设为比对应于由步骤S105算出的推定变速比ic的位置高规定量的高侧的位置(规定位置)。另外，将副带轮压力Psec设为用于实现推定变速比ic的压力(步骤S109构成变速驱动器控制装置)。

由此，能够将变速控制阀25设为增压位置25a而可靠地供给主带轮压力Ppri，即使不传递来自发动机25的动力，也能够保持V形带4不打滑，确保车辆的起动性。

通过利用以上的控制在回低控制中根据副带轮压力Psec算出推定变速比ic，在进行回低控制中途，即使在有车辆起动请求的情况下，也能够根据推定变速比ic控制主带轮压力Ppri。所以，在回低控制中，即使在有车辆起动请求的情况下，也能够根据推定变速比ic适当控制主带轮压力Ppri和副带轮压力Psec，能够迅速使车辆起动。

另外，不使用变矩器2而使用起动离合器也能够对于车辆使用本控制，在使用起动离合器的情况下，优选的是迅速进行回低控制。

另外，也可以在主带轮压力Ppri完全成为零之后开始进行推定变速比ic的算出。由此，推定变速比ic推定为比实际的带轮比更高侧，在中止回低控制并根据推定变速比ic设定步进电动机27的操作位置时，能够可靠地供给主带轮压力Ppri，能够抑制V形带4的打滑。

下面说明本发明实施方式的效果。

该实施方式中，在车辆停车中，不使主带轮2和副带轮3旋转，控制主带轮压力Ppri和副带轮压力Psec，在将由主带轮2和副带轮3的套挂圆弧半径的关系确定的变速比向低侧变更时，根据副带轮压力Psec算出推定变速比ic。由此，能够不使用副带轮压力传感器而推定回低控制中的变速比，即使在回低控制中请求车辆起动的情况下，也能够根据推定变速比ic供给主带轮压力Ppri。因此，在回低控制中请求车辆起动的情况下，能够保持V形带4不打滑，能够确保车辆的起动性。

在将主带轮2和副带轮3的带轮比向低侧变更时，完全排放主带轮压力Ppri，将副带轮压力Psec增高到规定压力P1，由此，在停车中能够迅速使变速比变化。

在回低控制中请求车辆起动的情况下，通过将步进电动机27的操作位置向比推定变速比ic更高侧变位，能够可靠地供给主带轮压力Ppri，能够保持V形带4不打滑，能够确保车辆的起动性。

本发明不限于上述的实旋方式，在不脱离其技术思想的范围包括各种变更、改进。

Claims (3)

1.一种无级变速机的控制装置，

所述无级变速机具有：

槽宽度通过第一液压而改变的输入侧主带轮；

槽宽度通过第二液压而改变的输出侧副带轮；以及

套绕于所述主带轮和所述副带轮并且与带轮的接触半径对应所述槽宽度变化的带，

所述无级变速机的控制装置控制所述无级变速机，将从车辆发动机的输出侧经由摩擦联接要素传递的旋转力从所述主带轮经由所述带传递给所述副带轮，并且使由所述接触半径的关系确定的变速比无级变化，其特征在于，包括：

变速驱动器；

变速控制阀，所述变速控制阀对应所述主带轮的可动凸缘的位置与所述变速驱动器位置的物理位置关系，切换到将所述第一液压供给所述主带轮的位置、排出所述第一液压的位置、中立位置，以控制所述第一液压；

副带轮压力控制装置，所述副带轮压力控制装置控制所述第二液压；

变速比控制装置，所述变速比控制装置在所述车辆停止状态下所述摩擦联接要素被释放时，控制所述变速控制阀以使所述第一液压大致成为零，控制所述副带轮压力控制装置以使所述第二液压增高到规定液压，在所述主带轮以及所述副带轮的非旋转状态下，使所述带与所述主带轮的所述接触半径向缩小方向变位，且使所述带与所述副带轮的所述接触半径向扩大方向变位，从而使所述变速比向最低变化；

之前变速比记忆装置，所述之前变速比记忆装置将停车之前的变速比作为之前变速比记忆；

副带轮压力检测装置，所述副带轮压力检测装置检测所述第二液压；

变速比变化量累计装置，所述变速比变化量累计装置在所述变速比控制装置进行的控制过程中，累计根据检测出的所述第二液压求得的变速比变化量；以及

变速比推定装置，所述变速比推定装置根据所述之前变速比和累计的所述变速比变化量，推定所述变速比控制装置的控制过程中的变速比。

2.如权利要求1所述的无级变速机的控制装置，其特征在于，包括变速驱动器控制装置，所述变速驱动器控制装置在所述变速比控制装置进行的控制过程中控制被中止时，使所述变速驱动器的进给位置变位到比对应于由所述变速比推定装置推定的变速比的位置更高侧的规定位置。

3.如权利要求1或2所述的无级变速机的控制装置，其特征在于，包括：

检测车速的车速检测装置；

检测所述主带轮的旋转速度的主带轮旋转速度检测装置；以及

检测所述副带轮的旋转速度的副带轮旋转速度检测装置，

所述之前变速比记忆装置按每个规定周期根据所述主带轮旋转速度与所述副带轮旋转速度的关系算出变速比，当所述车速为第一规定值以下或者所述主带轮旋转速度为第二规定值以下中的至少一种情况成立时，用之前周期的变速比代替所述之前变速比，记忆规定周期前的变速比。

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