CN101498369B - 无级变速器的变速控制方法 - Google Patents

Abstract

一种能够提升对应于驾驶员加减速操作来变化发动机转速的响应性的无级变速器的变速控制方法。液压式无级变速器(16)中，当选择了运动行驶模式时(S1：运动行驶模式)，根据车速(V[km/时])和节气门阀(60)的开度(θ[度])，算出目标发动机转速(T_NE[rpm])(步骤S4)。再根据车速(V)和目标发动机转速(T_NE)算出马达斜板(46)的目标角度(T_A[度])(步骤S5)。根据马达斜板(46)的实际角度(A)和目标角度(T_A)的差，移动马达斜板(46)。

Description

无级变速器的变速控制方法

技术领域

本发明涉及一种无级变速器的变速控制方法。更详细地说，本发明涉及一种提高伴随着驾驶员加减速操作产生的变速响应性的无级变速器的变速控制方法。

背景技术

作为机动二轮车等车辆中使用的无级变速器，已知一种液压式无级变速器(例如，参照专利文献1～3)。该液压式无级变速器基本上采用根据实际发动机转速[rpm]和目标发动机转速的差来变更变速比的目标发动机转速控制。即，当实际发动机转速低于目标发动机转速时，为了升高实际发动机转速，而降低变速比。当实际发动机转速高于目标发动机转速时，为了降低实际发动机转速，而升高变速比。

专利文献1：特公平08-006797号公报

专利文献2：特开2006-200727号公报

专利文献3：特开2007-016967号公报

在如上所述的目标发动机转速控制中，在实际发动机转速和目标发动机转速产生差的时点变更变速比。从而，有可能在对应于驾驶员的加减速操作而变化的节气门阀开度的变化和发动机转速的变化之间产生时滞。即，节气门的开度通常是根据节气门手柄和油门踏板等的操作量而直接变化，而如上所述，在目标发动机转速控制中，由于是一面确认实际发动机转速和目标发动机转速之间产生差值一面变更变速比，以使实际发动机转速变化，因而发动机转速的变化相对于节气门阀的开度变化滞后。

这样的现象并不仅仅在液压式无级变速器中出现，在摩擦式无级变速器(带式无级变速器、环形无级变速器等)、电力式无级变速器等其他无级变速器中也同样存在。

发明内容

本发明即是考虑上述课题而产生的，其目的在于提供一种能够提升对应于驾驶员加减速操作来变化发动机转速的响应性的无级变速器的变速控制方法。

本发明的无级变速器的变速控制方法具有以下特征。

第一特征：一种无级变速器的变速控制方法，是具备多个变速控制模式的无级变速器的变速控制方法，其特征在于，在第一变速控制模式中，在根据车速及节气门开度算出的目标发动机转速大于实际发动机转速时降低实际变速比，在所述目标发动机转速小于所述实际发动机转速时升高所述实际变速比，在第二变速控制模式中，基于根据所述车速及所述节气门开度算出的所述目标发动机转速和所述车速，算出目标变速比，朝向算出的所述目标变速比来变化所述实际变速比。

根据本发明，根据目标发动机转速算出目标变速比，朝向该目标变速比来变化实际的变速比。从而不等实际发动机转速和目标发动机转速产生差异就能够指向目标变速比来变化实际的变速比，因而，能够提升对应于驾驶员加减速操作来变化发动机转速的响应性。

第二特征：其特征在于，所述无级变速器具备用于改变变速比的变速用可动构件，在所述第二变速控制模式中，以所述目标发动机转速及所述车速的函数形式算出所述目标变速比，对应于算出的所述目标变速比算出所述变速用可动构件的目标位置，朝向算出的所述目标位置来变化所述变速用可动构件的实际位置。

第三特征：其特征在于，所述无级变速器是斜板液压式无级变速器，所述变速用可动构件是马达斜板或控制该马达斜板的角度的变速促动器的可动构件。

第四特征：其特征在于，本发明的无级变速器的变速控制方法，基于根据车速及节气门开度算出的目标发动机转速和所述车速，算出目标变速比，朝向算出的所述目标变速比来变化所述实际变速比。

发明效果

根据本发明，根据目标发动机转速算出目标变速比，指向该目标变速比来变化实际的变速比。从而不等实际发动机转速和目标发动机转速产生差异就能够指向目标变速比来变化实际的变速比，因而，能够提升对应于驾驶员加减速操作来变化发动机转速的响应性。

附图说明

图1是搭载了能够执行本发明一实施方式的变速控制方法的液压式无级变速器的车辆的框图。

图2是上述液压式无级变速器及其周边的局部省略剖视图。

图3是上述实施方式中、区分成通常行驶模式及运动行驶模式、执行无级变速器的变速控制的流程图。

图4是根据车速和目标发动机转速算出马达斜板的目标角度的流程图。

图中，16-无级变速器，46-马达斜板(变速用可动构件)，50-变速促动器，66-变速促动器的可动部(变速用可动构件)，A-马达斜板的角度，NE-发动机转速，R-变速比，T_A-马达斜板的目标角度，T_NE-目标发动机转速，T_R-目标变速比，V-车速，θ-节气门开度。

具体实施方式

以下，参照附图关于本发明的一实施方式进行说明。

图1表示搭载了能够执行本发明一实施方式的变速控制方法的无级变速器的、机动二轮车等车辆10的概略框图。车辆10中，发动机12产生的转矩经由离心离合器14、无级变速器16及ND选择机构18向后轮20传递。

图2表示离心离合器14、无级变速器16及ND选择机构18的局部省略纵截面图，利用了专利文献2的图9。

离心离合器14包括断续连接无级变速器16的高压油路22和低压油路24的离合器阀26、根据发动机转速NE[rpm]使离合器阀26工作的离心调速器28。离心离合器14能够采用例如专利文献2所述的装置。

无级变速器16为所谓的斜板液压式无级变速器。无级变速器16向液压泵30输入发动机12的转矩，在液压泵30中，利用输入轴32、泵斜板34、泵侧柱塞36等，将该转矩变换成工作油38的液压。工作油38经由液压闭回路40中的环状高压油路22向液压马达42传递。然后，在液压马达42中，利用马达侧柱塞44、马达斜板46、输出轴48等将工作油38的液压再变换成转矩并输出。

在此，利用变速促动器50调整液压马达42的马达斜板46的角度A[度]，从而所传递的转矩大小产生变化。即，通过马达斜板46的角度调整，能够调整液压泵30的输入转矩和液压马达42的输出转矩的比(以下，也称为「变速比R」)。从液压泵30向液压马达42传递的工作油38经由液压闭回路40的环状低压油路24返回到液压泵30，进行再利用。

无级变速器16的变速比R经由变速促动器50受车辆10的ECU(electrical control unit)52(图1)控制。ECU52根据发动机转速传感器54检测出的发动机转速NE[rpm]、节气门开度传感器56检测出的与节气门手柄58的操作对应的节气门阀60的开度(节气门开度θ[度])和车速传感器62检测出的车速V[km/时]，生成控制信号St，根据该控制信号St，使变速促动器50动作。从而，控制马达斜板46的角度A(实质上与变速比R对应)。马达斜板46的角度A根据从设置在变速促动器50上的位置传感器64通知的变速促动器50的可动部66(图2)的位置信息Ip而在ECU52中算出。或者也能够在马达斜板46上设置角度传感，直接采用由该角度传感器检测出的马达斜板46的角度A。还有，ECU52连接存储部53。

另外，利用设置在车辆10主面板(没有图示)上的行驶模式切换开关68，切换行驶模式。即，根据行驶模式切换开关68的位置，能够选择通常行驶模式或运动行驶模式。运动行驶模式是比通常行驶模式更能实现轻快行驶的模式。本实施方式中，设计成使输出转矩相对于节气门手柄58操作的响应性提高。行驶模式切换开关68将表示选择了通常行驶模式或运动行驶模式中哪一种的选择行驶模式通知信号DS向ECU52发送，ECU52利用该选择行驶模式通知信号DS切换无级变速器16中采用的变速控制。关于变速控制切换的详情后述。

ND选择机构18将从无级变速器16的输出轴48(图2)传递来的转矩向后轮20(驱动轮)传递。在ND选择机构18中，能够切换向后轮20传递转矩的驱动模式D和不向后轮20传递转矩的中立模式N。ND选择机构18配置在变速箱70内的后部一侧形成的减速室72内。ND选择机构18包括转动自如且与液压马达42的输出轴48平行地支撑在变速箱70中的中间轴74、转动自如且与中间轴74平行地支撑在同一变速箱70中的驱动轴76、与所述输出轴48的突入到减速室72中的端部花键结合的1级驱动齿轮78、由中间轴74旋转自如地支承并与1级驱动齿轮78啮合的1级从动齿轮80、邻接该1级从动齿轮80一侧并与中间轴78能够滑动地花键配合的爪形离合器构件82(图2中，爪形离合器构件82处于中立模式N的位置，若向左方移动，则到达驱动模式D的位置。)、邻接1级从动齿轮80的另一侧并与中间轴74结合的2级驱动齿轮84、与驱动轴76花键结合并由2级驱动齿轮84减速驱动的2级从动齿轮86，在驱动轴76的突出到变速箱70外的外端部安装有后轮20，使其与驱动轴76一起旋转。

本实施方式中的各构件要素如以上构成，接下来，关于无级变速器16中的变速控制的切换进行说明。

图3所示的流程图是在ECU52中以与所选择的行驶模式(通常行驶模式/运动行驶模式)对应的方法控制无级变速器16的变速比R。步骤S1中，判定ECU52选择了通常行驶模式或运动行驶模式的哪一种作为行驶模式。即，通过确认来自行驶模式切换开关68的选择行驶模式通知信号DS，确认当前选择的行驶模式。

当步骤S1中选择了通常行驶模式时(S1：通常行驶模式)，步骤S2中，ECU52对应于车速传感器62检测的车速V和节气门开度传感器56检测的节气门开度θ，算出目标发动机转速T_NE[rpm]。根据车速V及节气门开度θ算出目标发动机转速T_NE的方法，例如能够采用运用了专利文献3中图9所述特性图的方法。

接下来，步骤S3中，ECU52对应于发动机转速传感器54检测的实际发动机转速NE和步骤S2算出的目标发动机转速T_NE的差，控制马达斜板46。更具体地说，步骤S31中，确认实际发动机转速NE是否等于目标发动机转速T_NE。两者相等时(S31：Yes)，步骤S32中不变化马达斜板46的角度A，维持当前的变速比R。当步骤31中实际发动机转速NE不等于目标发动机转速T_NE时(S31：No)，步骤S33中判定实际发动机转速NE是否大于目标发动机转速T_NE。当实际发动机转速NE大于目标发动机转速T_NE时(S33：Yes)，步骤S34中，ECU52经由变速促动器50将马达斜板46的角度A向TOP侧(图2中，更加垂直的方向)变化，升高变速比R。当实际发动机转速NE小于目标发动机转速T_NE时(S33：No)，步骤S35中，ECU52经由变速促动器50将马达斜板46的角度A向LOW侧(图2中，更加水平的方向)变化，降低变速比R。

回到步骤S1，当选择运动行驶模式时(S1：运动行驶模式)，步骤S4中，ECU52算出目标发动机转速T_NE。目标发动机转速T_NE的算出方法，与步骤S2同样。

接下来，步骤S5中，ECU52对应于步骤S4算出的目标发动机转速T_NE和车速传感器62检测的车速V，算出马达斜板46的目标角度T_A[度]。关于目标角度T_A的算出方法后述。

接下来，步骤S6中，ECU52根据基于位置传感器64通知的变速促动器50的可动部66的位置信息Ip算出的马达斜板46的角度A和步骤S5算出的目标角度T_A的差，控制马达斜板46。

更具体地说，步骤S61中，确认实际角度A是否等于目标角度T_A，当两者相等时(S61：Yes)，步骤S62中维持马达斜板46的角度A。当步骤61中实际角度A不等于目标角度T_A时(S61：No)，步骤S63中判定实际角度A是否大于目标角度T_A。当实际角度A大于目标角度T_A时(S63：Yes)，步骤S64中，ECU52经由变速促动器50将马达斜板46的角度A向减小[TOP侧(图2中，更加垂直的方向)]变化，升高变速比R(换高速档)。当实际角度A小于目标角度T_A时(S63：No)，步骤S65中，ECU52经由变速促动器50将马达斜板46的角度A向增加[LOW侧(图2中，更加水平的方向)]变化，降低变速比R(换低速档)。

图4中表示算出马达斜板46的目标角度T_A的流程图，作为图3步骤S5的子程序。目标角度T_A的算出由ECU52进行。步骤S51中，ECU52算出无级变速器16的目标变速比T_R。本实施方式中，目标变速比T_R利用下述式(1)算出。

T_R＝(T_NE/V)×Ro×0.06…(1)

上述式(1)中，T_NE是图3的步骤S4算出的目标发动机转速。V是车速传感器62检测出的车速。Ro是无级变速器16以外的变速装置的减速比。0.06是用来调整单位的系数。即，为了调整目标发动机转速T_NE[rpm](单位的分母为「分钟」)和车速V[km/时](单位的分母为「小时」)的单位，而使目标发动机转速T_NE为60倍。再有，为了将后述式(2)的周长C[m]变换成公里单位而使其为1/1000倍。60倍乘以1/1000倍的结果是利用系数「0.06」。

减速比Ro是将一级减速比R1(发动机12的曲轴88(图2)和驱动齿轮90的减速比)、最终减速比Rf(2级驱动齿轮84和2级从动齿轮86的减速比)等无级变速器16以外的变速装置的减速比分别相乘，除后轮20的周长C[m]的值。即，减速比Ro由下述式(2)求出。

Ro＝C/(R1×R2×…×Rf)…(2)

步骤S52中，ECU52算出不考虑马达斜板46的可动范围等而假设算出的马达斜板46的角度A的目标值即假设目标角度T_At[度]。具体地说，利用下述式(3)算出假设目标角度T_At。

[数式1]

$T\_\mathrm{At}=\frac{-\mathrm{Atop}+\mathrm{OFFtop}+\mathrm{Alow}+\mathrm{OFFlow}}{\mathrm{Plow}-\mathrm{Ptop}}\×\mathrm{Ro}$

$+\frac{\mathrm{Plow}\×(\mathrm{Atop}-\mathrm{OFFtop})-\mathrm{Ptop}\×(\mathrm{Alow}+\mathrm{OFFlow})}{\mathrm{Plow}-\mathrm{Ptop}}\·\·\·\left(3\right)$

上述式(3)中，Atop是马达斜板46可取的最小角度，Alow是马达斜板46可取的最大角度。OFFtop是在判定马达斜板46是否位于TOP位置(变速比R是否达到TOP)之际使用的偏置量，OFFlow是在判定马达斜板46是否位于LOW位置(变速比R是否达到LOW)之际使用的偏置量。Ptop、Plow是用于根据无级变速器16的目标变速比T_R算出马达斜板46的目标角度T_A的系数，表示输入给变速促动器50的电压和目标变速比T_R的关系。例如，为了将马达斜板46移动到或保持在TOP位置，从ECU52向变速促动器50输入的电压和通过随着该电压驱动变速促动器50而决定的马达斜板46的角度A的关系为1.00，为了将马达斜板46移动到或保持在LOW位置，从ECU52向变速促动器50输入的电压和通过伴随着该电压驱动变速促动器50而决定的马达斜板46的角度A的关系为3.00。

步骤S53中，ECU52判定假设目标角度T_At是否为最小角度Atop和偏置量OFFtop的差以上。当假设目标角度T_At为最小角度Atop和偏置量OFFtop的差以上时(S53：Yes)，步骤S54中，ECU52设定最小角度Atop和偏置量OFFtop的差作为目标角度T_A。当假设目标角度T_At不足最小角度Atop和偏置量OFFtop的差时(S53：No)，转到步骤S55。

步骤S55中，ECU52判定假设目标角度T_At是否为最大角度Alow和偏置量OFFlow的和以下。当假设目标角度T_At大于最大角度Alow和偏置量OFFlow的和时(S55：No)，步骤S56中，ECU52设定假设目标角度T_At为目标角度T_A。当假设目标角度T_At为最大角度Alow和偏置量OFFlow的和以下时(S55：Yes)，步骤S57中，ECU52设定最大角度Alow和偏置量OFFlow的和为目标角度T_A。

如以上，上述实施方式中，根据目标发动机转速T_NE算出与目标变速比T_R对应的马达斜板46的目标角度T_A，朝向该目标角度T_A来变化实际角度A。从而，不等实际发动机转速NE和目标发动机转速T_NE产生差值就能够朝向目标角度T_A(目标变速比T_R)来变化实际角度A(实际变速比R)。因而，能够提升对应于驾驶员加减速操作来变化发动机转速NE的响应性。

还有，上述实施方式中，采用了液压式的无级变速器16作为无级变速器，不过并不限定于此，也能够适用于摩擦式无级变速器(带式变速器、环形无级变速器等)、电力式无级变速器等其他无级变速器。

上述实施方式中，利用行驶模式切换开关68进行行驶模式的切换，不过，也可以用其他方法切换行驶模式。例如，也能够通过自动变速车的变速杆位置切换行驶模式。

图3及图4所示的流程图不过是用来实施本发明的一例，例如，各步骤的顺序可适宜变更。例如，上述实施方式中，在判定是通常行驶模式还是运动行驶模式后(图3的步骤S1)，在各个步骤(同图的步骤S2、S4)中，根据节气门开度θ和车速V算出目标发动机转速T_NE，不过，也可以在根据节气门开度θ和车速V算出目标发动机转速T_NE后，判定是通常行驶模式还是运动行驶模式。

上述实施方式中，变速控制模式是切换使用通常行驶模式和运动行驶模式，不过，也能够只使用运动行驶模式(将上述实施方式中的运动行驶模式作为通常行驶模式使用)。

上述实施方式中，变速控制模式使用了通常行驶模式及运动行驶模式，不过，也可以设置其他变速控制模式。例如，也能够使用车厢内更安静的豪华行驶模式、适于雪地行驶的雪地模式等变速控制模式。

上述实施方式中，是求出目标变速比T_R，对应于该目标变速比T_R算出目标角度T_A，比较实际角度A和目标角度T_A，不过，并不限定于这样的处理。例如，也能够求出目标变速比T_R，根据实际角度A算出实际变速比R，对比实际变速比R和目标变速比T_R。

上述实施方式中，比较了马达斜板46的实际角度A和目标角度T_A，不过，也可以比较变速促动器50的可动部66的实际位置和目标位置。

本发明并不限定于上述构成，根据其说明书的所述内容可以采用各种构成，这是理所当然的。

Claims (3)

1.一种无级变速器(16)的变速控制方法，是具备多个变速控制模式的无级变速器(16)的变速控制方法，其特征在于，

所述无级变速器(16)是斜板液压式无级变速器(16)，

所述无级变速器(16)具备用于改变变速比的变速用可动构件(66)，

所述变速用可动构件(66)是马达斜板(46)或控制该马达斜板(46)的角度(A)的变速促动器(50)的可动构件，

在第一变速控制模式中，

在根据车速(V)及节气门开度(θ)算出的目标发动机转速(T_NE)大于实际发动机转速(NE)时降低实际变速比(R)，

在所述目标发动机转速(T_NE)小于所述实际发动机转速(NE)时升高所述实际变速比(R)，

在第二变速控制模式中，

基于根据所述车速(V)及所述节气门开度(θ)算出的所述目标发动机转速(T_NE)和所述车速(V)，算出目标变速比(T_R)，

使所述实际变速比(R)朝向算出的所述目标变速比(T_R)变化，

进一步在所述第二变速控制模式中，

以所述目标发动机转速(T_NE)及所述车速(V)的函数形式算出所述目标变速比(T_R)，

对应于算出的所述目标变速比(T_R)算出所述马达斜板(46)的假设目标角度(T_At)，

在所述假设目标角度(T_At)为所述马达斜板(46)可取的最小角度(Atop)与判定所述马达斜板(46)是否位于TOP位置之际使用的第一偏置量(OFFtop)之差(Atop-OFFtop)以上时，将所述最小角度(Atop)与所述第一偏置量(OFFtop)之差(Atop-OFFtop)作为所述马达斜板(46)的目标角度(T_A)，在所述假设目标角度(T_At)为所述马达斜板(46)可取的最大角度(Alow)与判定所述马达斜板(46)是否位于LOW位置之际使用的第二偏置量(OFFlow)之和(Alow+OFFlow)以下时，将所述最大角度(Alow)与所述第二偏置量(OFFlow)之和(Alow+OFFlow)作为所述马达斜板(46)的目标角度(T_A)，

在所述假设目标角度(T_At)不在所述最小角度(Atop)与所述第一偏置量(OFFtop)之差(Atop-OFFtop)以上且不在所述最大角度(Alow)与所述第二偏置量(OFFlow)之和(Alow+OFFlow)以下时，将所述假设目标角度(T_At)作为所述马达斜板(46)的目标角度(T_A)。

2.根据权利要求1所述的无级变速器(16)的变速控制方法，其特征在于，

根据驾驶员对所述第一变速控制模式和所述第二变速控制模式的切换开关(68)的操作，切换所述第一变速控制模式和所述第二变速控制模式。

3.根据权利要求1或2所述的无级变速器(16)的变速控制方法，其特征在于，

所述目标变速比(T_R)是所述目标发动机转速(T_NE)除以所述车速(V)所得的值再乘以所述无级变速器(16)以外的变速装置的减速比(Ro)而算出的。

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