CN101498368B - 液压无级变速器的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压无级变速器的控制方法，能够抑制车辆减速后立即再次加速所带来的弊害。液压无级变速器(10)在节流阀(61)完全关闭之后立即迅速打开(S4：Yes)且发动机转速NE[rpm]急剧上升时(S6：Yes)，停止变速执行机构36的动作，暂停变速控制(S7)。这样，即便在车辆(50)减速后立即再次加速时，实际的发动机转速NE大幅超过目标发动机转速T_NE，也可以防止不希望的变速控制(加档)，其结果，可以产生更为理想的扭矩。

Description

液压无级变速器的控制方法

技术领域

本发明涉及一种在液压泵与液压电机之间形成有高压油路和低压油路的液压无级变速器的控制方法。

背景技术

作为用于摩托车等车辆的无级变速器，已知有液压无级变速器(例如，专利文献1～3)。例如，如图1(利用专利文献3图9的部分)所示，在这些液压无级变速器10(以下也称作“无级变速器10”。)中，发动机14的扭矩被输入液压泵12，液压泵12中，使用输入轴16、泵斜板18、泵侧柱塞20等，将上述扭矩转换为工作油22的油压。工作油22通过油压封闭回路24的环状高压油路26，被送到液压电机28。然后，液压电机28中，使用电机侧柱塞30、电机斜板32、输出轴34等，将工作油22的油压再次转换为扭矩，由输出轴34输出。

这里，使用变速执行机构36，调整液压电机28的电机斜板32的角度，通过这样，输入轴16传递到输出轴34的扭矩的大小就会变化。也就是说，通过电机斜板32的角度调整，可以调整液压泵12的输入扭矩与液压电机28的输出扭矩的比(以下也称作“变速比R”)。液压泵12传至液压电机28的工作油22，通过油压封闭回路24中的环状低压油路38返回液压泵12，被重复利用。

专利文献1：特公平07-056338号公报

专利文献2：特公平08-006797号公报

专利文献3：特开2006-200727号公报

但是，本案发明者潜心研究后发现：在上述那样的液压无级变速器10中，如图7所示，如果在实际的发动机转速NE[rpm]减少后立即(减少车速V[km/小时]后立即)再加速(目标发动机转速T_NE[rpm]急剧上升)，实际的发动机转速NE会暂时大大超过目标发动机转速T_NE。进一步对这一点调查研究，推测出存在如下原因。

也就是说，在如上所述的液压无级变速器10中，在车辆正在加速时(液压泵12的输入轴16的转速正在增加时)，进行液压泵12向液压电机28的扭矩传递，所以高压油路26中的工作油22为较高的油压，低压油路38中的工作油22为较低的油压。此外，在车辆正在减速时(液压泵12的输入轴16的转速正在减少时)，不进行液压泵12向液压电机28的扭矩传递(相反，进行液压电机28向液压泵12的扭矩传递)，所以高压油路26中的工作油22为较低的油压，低压油路38中的工作油22为较高的油压。因此，如果车辆减速后立即再加速，工作油22就会暂时在高压油路26和低压油路38两方都形成较高的油压，液压泵12向液压电机28传递扭矩的阻力就会变小。其结果，如上所述，发动机转速NE(液压泵12的输入轴16的实际转速)会大幅度超过目标发动机转速T_NE(输入轴16的目标转速)。此外，像图7还表示的那样，一般来说，电机斜板32的角度被调整为发动机转速NE增加时变速比R就增加(也就是说，产生与加档同样的效果)，但是，随着如上所述的发动机转速NE的急剧增加，会产生不希望的变速比R的增加(输出扭矩的减少)，无法产生理想的扭矩，使操作性降低。

发明内容

本发明就是鉴于上述课题而提出的，目的是提供一种液压无级变速器的控制方法，能够抑制车辆减速后又立即加速带来的弊害。此外，本发明的另一目的是提供可以在减速后又立即加速时提高车辆操作性的液压无级变速器的控制方法。

本发明的液压无级变速器的控制方法是包括：由驱动源旋转驱动的液压泵；由该液压泵产生的油压旋转驱动的液压电机；和具备从所述液压泵向所述液压电机运送工作油的高压油路和从所述液压电机向所述液压泵运送所述工作油的低压油路的油压回路的液压无级变速器的控制方法，其特征在于，在所述液压无级变速器中，判定是否存在减速动作之后立即再次加速的动作，在判定存在所述再加速动作时，修正因所述高压油路和所述低压油路的压力差带来的所述液压电机的实际输出与目标输出的背离。

根据本发明，即便在减速动作之后立即执行再加速动作，发生高压油路和低压油路的压力差引起的液压电机的实际输出与目标输出的背离，也可以对此进行修正，抑制上述再加速动作带来的弊害。

另外，在本说明书中，“液压无级变速器”这个词被广义使用，意思是：除了只具有使用油压的扭矩传递机构的变速机，还有追加了机械扭矩传递机构等的变速机。

在以上记述中，所述驱动源是发动机，优选：根据节流阀开度的增加率和发动机转速的增加率，进行上述判定步骤，在判定存在上述再加速动作时，暂停上述液压无级变速器的变速控制，由此进行上述修正步骤。这样，即便减速后立即再加速，带来发动机转速急剧上升，也可以防止意料之外的变速控制(加档)，其结果就可以发生更理想的扭矩。节流阀开度的增加率不仅可以通过节流阀动作的本身来判定，也可以通过节流阀手柄的操作量等来判定。换言之，也可以将节流阀手柄的操作量等视为节流阀开度。

这里，随着上述发送机转速增加率的减低，或者在上述发动机转速降至目标值时，可以恢复上述变速控制。由此，就可以仅在发生上述再加速动作带来的弊害时停止变速控制，在该弊害消除时，迅速恢复到通常的变速控制。

根据本发明，即便在减速动作之后立即执行再加速动作，发生高压油路和低压油路的压力差引起的液压电机的实际输出与目标输出的背离，也可以对此进行修正，抑制上述再加速动作所带来的弊害。

附图说明

图1是现有技术和本发明的一个实施方式的液压无级变速器的部分省略的截面图。

图2是搭载了上述实施方式的液压无级变速器的车辆的框图。

图3是上述实施方式中执行变速控制和切换暂停的流程图。

图4是上述实施方式中判定节流阀是否在完全关闭之后立即迅速打开的流程图。

图5是上述实施方式中判定发动机转速是否急剧上升的流程图。

图6是一例利用图3所示的处理而产生的本实施方式的效果的示意图。

图7是表示现有技术课题的示意图。

图中：10-液压无级变速器，12-液压泵，14-发动机，16-输入轴，18-泵斜板，20-泵侧柱塞，22-工作油，24-油压封闭回路，26-高压油路，28-液压电机，30-电机侧柱塞，32-电机斜板，34-输出轴，36-变速执行机构，38-低压油路，50-车辆，52-离心离合器，54-后轮，56-ECU，58-发动机转速传感器，60-节流阀手柄，61-节流阀，62-节流阀开度传感器，64-车速传感器，66a～66c-计时器，NE-发动机转速，TH-节流阀开度，ΔNE-发动机转速增加率，ΔTH-节流阀开度增加率。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一个实施方式进行说明。

图2表示搭载了本发明的一个实施方式的液压无级变速器的、摩托车等车辆50的概略框图。另外，本实施方式的液压无级变速器基本上可以直接使用上述的油压无级变速器10(图1)的硬件。因此，以下直接使用图1的参照符号，对本实施方式进行说明。

在车辆50中，发动机14发生的扭矩通过所谓离心离合器52和无级变速器10被传至后轮54。无级变速器10通过变速执行机构36，由车辆50的ECU(electrical control unit)56实施变速。ECU56根据发动机转速传感器58检测出的发动机转速NE[rpm]、节流阀开度传感器62检测出的基于节流阀手柄60的操作的节流阀61的开度(节流阀开度TH[度])、和车速传感器64检测出的车速V[km/小时]，生成控制信号St，根据该控制信号St，使变速执行机构36工作。由此，来控制电机斜板32的角度Di[度](实际上与变速比R对应。)。

ECU56根据实际的发动机转速NE与目标发动机转速T_NE的差来控制变速比R。也就是说，当实际发动机的转速NE低于目标发动机转速T_NE时，降低变速比R(减档)；当实际发动机的转速NE高于目标发动机转速T_NE时，提高变速比R(加档)；当实际发动机的转速NE与目标发动机转速T_NE相等时，不进行变速比R的变更。另外，目标发动机转速T_NE，是根据节流阀开度TH和车速V算出的。

图3表示车辆50减速后立即再加速时，暂时停止变速控制的流程图。该处理由ECU56执行。

在步骤S1，判定节流阀61是否被关闭到规定阈值(第1开度阈值TH_TH1[度])之后，又在规定时间(第1规定时间T1[秒])内打开到另一阈值(第2节流阀开度阈值TH_TH2[度])。更具体地说就是，在本实施方式中，判定节流阀61是否在完全关闭后立即迅速打开。所谓“完全关闭”是指，节流阀61的节流阀开度TH为最小开度TH_MIN[度]。此外，所谓“迅速打开”是指在第1规定时间T1内，节流阀开度TH变为最大开度TH_MAX[度]。另外，如果考虑判定误差等，第1开度阈值TH_TH1也可以是略大于节流阀开度TH的最小开度TH_MIN的数值。同样，第2开度阈值TH_TH2也可以是略小于节流阀开度TH的最大开度TH_MAX的数值。

图4是表示图3的步骤S1的子例程。在图4的步骤S11，ECU56确认在上一次的子例程处理中，是否判定为节流阀61在完全关闭后立即迅速打开。也就是说，确认节流阀状态判定标志位Flg_TH(以下称作“标志位Flg_TH”。)是“0”还是“1”。标志位Flg_TH，是表示节流阀61是否在完全关闭后立即迅速打开。当标志位Flg_TH为“0”时，表示没有迅速打开；当标志位Flg_TH为“1”时，表示迅速打开。此外，标志位Flg_TH的初始值为“0”。

如果在步骤S11中，标志位Flg_TH为0(S11：No)，那么就在步骤S12，判定节流阀61在当前的时间点是否为完全关闭状态。也就是说，判定节流阀传感器62所检测出的当前时间点的节流阀开度TH是否在第1开度阈值TH_TH1以下。如果节流阀61为完全关闭状态(S12：Yes)，就在步骤S13，在ECU56的第1计时器66a中设定第1规定时间T1。也就是说，设定第1计时器66a的剩余时间(第1剩余时间Tr1[秒])为第1规定时间T1。在接下来的步骤S14，ECU56将标志位Flg_TH原样维持为“0”。

在步骤S12，如果节流阀61不是完全关闭状态(S12：No)，就在步骤S15、S16，判定节流阀61是否是已被迅速打开。也就是说，在步骤S15判定当前时间点的节流阀开度TH是否为规定阈值(第2阈值TH_TH2[度])以上。如果节流阀61没被完全打开(S15：No)，就在步骤S14使标志位Flg_TH原样维持为“0”。如果节流阀61完全打开(S15：Yes)，就进入步骤S16。

在步骤S16，ECU56判断在步骤S13对第1计时器66a设定的第1规定时间T1是否已经经过(第1计时器66a的第1剩余时间Tr1是否为非0)的判定。如果第1规定时间T1已经经过(步骤S16：Yes)，就在步骤S14使标志位Flg_TH原样维持为“0”。如果第1规定时间T1尚未经过(步骤S16：No)，ECU56就判定为节流阀61在完全关闭之后立即迅速打开，在步骤S17，将节流阀状态判定标志位Flg_TH设定为“1”。在接下来的步骤S18，在ECU56的第2计时器66b中，设定判定为节流阀61处于完全关闭之后立即迅速打开的状态的时间(第2规定时间T2[秒])。也就是说，设定第2计时器66b的剩余时间(第2剩余时间Tr2[秒])为第2规定时间T2。

换言之，在步骤S15、S16，判定节流阀开度TH的增加率(节流阀开度增加率ΔTH[度/秒])是否在规定阈值(节流阀开度增加率阈值TH_ΔTH)以上。

如果在步骤S11，标志位Flg_TH为“1”(S11：Yes)，那么就在步骤S19，判定步骤S18所设定的第2规定时间T2是否已经经过(第2计时器66b的第2剩余时间Tr2是否为零)。如果第2规定时间T2尚未经过(S19：No)，就判定为节流阀61在完全关闭之后立即迅速打开，在步骤S20，将标志位Flg_TH原样维持为“1”。如果第2规定时间T2已经经过(S19：Yes)，在步骤S21，ECU56判定为完全关闭之后立即迅速打开的状态暂时结束，将标志位Flg_TH恢复到“0”。

返回图3，在步骤S2，进行ECU56发动机转速NE是否急剧上升的判定。图5示出了步骤S2的子例程。在步骤S31，ECU56确认在图3的上一次的子例程处理中，是否已判定为发动机转速NE急剧上升。也就是说，确认发动机状态判定标志位Flg_NE(以下也称作“标志位Flg_NE”。)是“0”还是“1”。标志位Flg_NE表示发动机转速NE是否急剧上升，标志位Flg_NE为“0”时，表示发动机转速NE没有急剧上升(通常)，标志位Flg_NE为“1”时，表示急剧上升。此外，标志位Flg_NE的初始值为“0”。

如果在步骤S31，标志位Flg_NE为“0”(S31：No)，就在步骤S32，判定在当前的时间点，发动机转速NE是否急剧上升。也就是说，判定发动机转速传感器58所检测出的当前时间点的发动机转速NE的增加率{发动机转速增加率ΔNE(以下也称作“增加率ΔNE”。)}是否为规定阈值{发动机转速增加率阈值TH_ΔNE[次/秒](以下也称作阈值TH_ΔNE)。}以上。如果增加率ΔNE小于阈值TH_ΔNE(S32：No)，ECU56就在步骤S33将标志位Flg_NE原样维持为“0”。如果增加率ΔNE在阈值TH_ΔNE以上(S32：Yes)，就在步骤S34，使标志位Flg_NE变为“1”。然后，在接下来的步骤S35，ECU56在ECU56的第3计时器66c中，设定判定为发动机转速NE急剧上升的规定时间(将标志位Flg_NE保持为“1”的规定时间)(第3规定时间T3[秒])。

如果在步骤S31中，前一次的子例程的标志位Flg_NE为“1”(S31：Yes)，那么在步骤S36中，ECU56判定发动机转速NE的急剧上升是否结束。也就是说，判定发动机转速增加率ΔNE是否小于上述发动机转速增加率阈值TH_ΔNE。如果增加率ΔNE为阈值TH_ΔNE以上(S36：No)，就在接下来的步骤S37中，判定步骤S35所设定的第3规定时间T3是否已经经过(第3计时器66c的剩余时间Tr3是否为零)。如果第3规定时间T3尚未经过(S37：No)，就视为发动机转速NE正在急剧上升，在步骤S38，使标志位Flg_NE原样保持为“1”。

如果在步骤S36，发动机转速增加率ΔNE小于阈值TH_ΔNE(S36：Yes)，或者在步骤S37，第3规定时间已经经过(S37：Yes)，在步骤S39，由ECU56判定为发动机转速NE的急剧上升已经结束，并将标志位Flg_NE恢复到“0”。

返回图3，在步骤S3中，ECU56进行当前时间点变速控制是否被暂停的判定。也就是说，确认变速控制标志位Flg_TR(以下也称作“标志位Flg_TR”。)是“0”还是“1”。标志位Flg_TR是表示变速控制是否被暂停。标志位Flg_TR为“0”时，表示变速控制没有停止(正在继续)，标志位Flg_TR为“1”时，表示变速控制已经暂停。此外，标志位Flg_TR的初始值为“0”。

在步骤S3，如果标志位Flg_TR为“0”(S3：No)，那么就在步骤S4，对步骤S1所设定的节流阀状态判定标志位Flg_TH进行确认，确认节流阀61是否在完全关闭之后立即迅速打开。如果标志位Flg_TH为“0”(节流阀61在完全关闭之后没有立即迅速打开的情况)(S4：No)，ECU56在步骤S5将标志位Flg_TR原样维持为“0”，并继续进行变速控制。如果标志位Flg_TH为“1”(节流阀61在完全关闭之后立即迅速打开的情况)(S4：Yes)，就进入到步骤S6。

在步骤S6，ECU56对步骤S2所设定的发动机状态判定标志位Flg_NE进行确认，确认发动机转速NE是否急剧上升。如果标志位Flg_NE为“0”(发动机转速NE没有急剧上升)(S6：No)，就在步骤S5，将标志位Flg_TR原样维持为“0”，并继续进行变速控制。如果标志位Flg_NE为“1”(发动机转速NE急剧上升的情况)(S6：Yes)，ECU56就在步骤S7将标志位Flg_TR变更为“1”，并暂停变速控制。也就是说，ECU56停止液压无级变速器10的变速执行机构36的动作，禁止发动机斜板32的角度变更(变速比R的变化)。

在步骤S3，如果前一次处理所设定的变速控制标志位Flg_TR为“1”且变速控制正处于暂停(S3：Yes)，ECU56就在步骤S8根据步骤S2所设定的发动机状态标志位Flg_NE，来确认发动机转速增加率ΔNE是否降低。如果标志位Flg_NE为“1”(增加率ΔNE没有降低的情况)(S8：No)，ECU56就在步骤S9判定发动机转速传感器58所检测出的实际的发动机转速NE，是否已降低至ECU56算出的目标发动机转速T_NE(发动机转速NE是否为目标发动机转速T_NE以下)。如果发动机转速NE尚未超过目标发动机转速T_NE(S9：No)，ECU56就在步骤S10将标志位Flg_TR原样维持为“1”，并继续暂停变速控制。如果在步骤S8，标志位Flg_NE为“0”(发动机转速NE的急剧上升已经结束的情况)(S8：Yes)，或者，在步骤S9，发动机转速NE为目标发动机转速T_NE以下(S9：Yes)，在步骤S11，ECU56使标志位Flg_TR恢复到“0”，并恢复变速控制。

图6示出了使用图3所示的处理而得到的一例本实施方式的效果。与表示现有技术的图7的情况相比可知：在图6中，当减速后立即再加速时，实际的发动机转速NE的急剧上升受到了控制，实际发动机转速NE与目标发动机转速T_NE的背离变小。此外，还可知：伴随实际的发动机转速NE的急剧上升受到控制，变速比R的变化也变得缓慢。

如上所述，本实施方式中，对车辆50减速后是否又立即再加速(无级变速器10中的完全关闭之后立即再加速的动作)进行判定(图3的步骤S1、S2)，如果判定为进行了再加速，就暂停变速控制(步骤S7、S10)，由此来修正因高压油路26与低压油路38的压力差引起的发动机转速NE(油压电机28的实际输出)与目标发动机转速T_NE(油压电机28的目标输出)的背离(参照图6、图7)。这样，在搭载了无级变速器10的车辆50中，即便减速之后立即再次加速，发生了因高压油路26与低压油路38的压力差引起的发动机转速NE和目标发动机转速T_NE的背离，也可以对此进行修正，抑制车辆50再加速(无级变速器10的再加速动作)带来的弊害。

此外，根据节流阀开度增加率ΔTH和发动机转速增加率ΔNE，进行车辆50有无再次加速的判定(图4的步骤S15、S16和图5的步骤S32)，如果判定为进行了再加速，就暂停无级变速器10的变速控制(图3的步骤S7、S10)。这样，即便发动机转速NE伴随减速后的立即再加速而发生急剧上升，也可以防止不希望的变速控制(加档)，其结果，可以发生更为理想的扭矩。

再有，根据发动机转速增加率ΔNE的降低(图3的步骤S8)，或者在发动机转速NE下降至目标值T_NE时(图3的步骤S9)，恢复变速控制(图3的步骤S11)。这样，就可以仅在无级变速器10发生减速后立即再加速而带来弊害时，停止变速控制，在该弊害消除时，迅速恢复到通常的变速控制。

另外，上述实施方式中，虽然是通过节流阀开度TH是否为最小开度TH_MIN来判定车辆50有无减速(无级变速器10的减速动作)的，并通过节流阀开度TH是否在第1规定时间T1内变为最大开度TH_MAX(节流阀开度变化量ΔTH是否为节流阀开度变化量阈值TH_ΔTH以上)、以及发动机转速增加率ΔNE是否为阈值TH_ΔNE以上来判定车辆50是否再次加速(液压无级变速器10的再加速动作)，但并不限定于此。例如也可以使用车速V的变化率[km/小时/秒]和液压泵12的输出轴34的转速变化率[次/秒]来判定车辆50的减速和有无再次加速。

在上述实施方式中，图4的步骤S12中，虽然进行了节流阀61是否完全关闭的判定(节流阀开度TH是否为最小开度TH_MIN)，但只要是判定节流阀61关闭的状态即可，并不限定于此，也可以考虑判定误差等，使用略高于最小开度TH_MIN的开度(对最小开度TH_MIN加上规定值得到的开度)。同样，虽然在图4的步骤S15，进行了节流阀61是否完全打开的判定(节流阀开度TH是否为最大开度TH_MAX)，但只要是判定节流阀61打开的状态即可，并不限定于此，也可以考虑判定误差等，使用略小于最大开度TH_MAX的开度(从最大开度TH_MAX减去规定值得到的开度)。

虽然在上述实施方式中，是在判定为减速后立即再加速的情况下，停止变速执行机构36的动作，暂停了电机斜板32的角度调整。但只要是修正再加速所带来的高压油路26和低压油路38的压力差所引起的实际的发动机转速NE(液压电机28的实际输出)与目标发动机转速T_NE(液压电机的目标输出)的背离即可，并不限定于此。例如，也可以在判定为减速之后进行再加速的情况下，通过驱动变速执行机构36，使电机斜板32的角度Di暂时沿垂直方向移动(也就是使其减档)，来修正上述背离。或者，也可以暂时设定从目标发动机转速T_NE减去规定值α得到的新的目标发动机转速T_NEa[次/分]，使用该新的目标发动机转速T_NEa来修正上述背离。

上述实施方式中，虽然是利用发动机转速变化率ΔNE的降低(图3的步骤S8：Yes)和发动机转速NE变为目标发动机转速T_NE以下(图3的步骤S9：Yes)，来作为恢复变速控制的契机，但也可以仅使用其中之一。或者，也可以利用停止变速控制之后经过一定时间等的其它契机，来恢复变速控制。

在上述实施方式中，虽然驱动源使用了发动机14，但只要是能对液压泵12的输入轴16给予扭矩即可，并不限定于此。

本发明不限于上述构成，当然可以根据本说明书的所述内容，采取各种构成。

Claims (4)

1.一种液压无级变速器的控制方法，所述液压无级变速器包括：由驱动源旋转驱动的液压泵；由该液压泵产生的油压旋转驱动的液压电机；和油压回路，具备从所述液压泵向所述液压电机运送工作油的高压油路和从所述液压电机向所述液压泵运送所述工作油的低压油路，所述液压无级变速器的控制方法中，

判定所述液压无级变速器中是否存在减速动作之后立即再次加速的动作，

在判定存在所述再次加速的动作时，修正因所述高压油路和所述低压油路的压力差带来的所述液压电机的实际输出与目标输出的背离。

2.根据权利要求1所述的液压无级变速器的控制方法，其特征在于，

所述驱动源是发动机，

根据节流阀开度的增加率和发动机转速的增加率，执行所述判定步骤，

在判定为存在所述再加速的动作时，通过暂停所述液压无级变速器的变速控制，来执行所述修正步骤。

3.根据权利要求2所述的液压无级变速器的控制方法，其特征在于，

根据所述发动机转速的增加率的降低，恢复所述变速控制。

4.根据权利要求2所述的液压无级变速器的控制方法，其特征在于，

在所述发动机转速降低至目标值时，恢复所述变速控制。

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