CN104395646A - 无级变速器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种无级变速器及其制造方法。本发明的变速器控制器基于实际变速比探索无级变速器(CVT)取得的变速比的最小值即机械高速时变速比，将控制高速时变速比设定在比机械高速时变速比低规定量的低速时变速比侧，将CVT的变速比范围的最小值设定为控制高速时变速比，对CVT的变速比进行控制。

Description

无级变速器及其控制方法

技术领域

本发明涉及无级变速器的控制。

背景技术

JP59－166752A公开有如下技术，在无级变速器(以下，称为“CVT”)中探索实际可变速的变速比范围的最大值(以下，称为“机械低速时变速比”)及最小值(以下，称为“机械高速时变速比”)，在探索出的机械低速时变速比及机械高速时变速比超过比基于变速控制使用的带轮的设计的变速比宽幅更窄地设定的变速比的情况下，使用本探索值作为变速控制用的目标变速比，对CVT进行变速控制，由此对各个CVT进行实际上可能的变速比的学习，能够使可使用的变速比范围扩大，使搭载CVT的车辆的燃耗性能及加速性能提高。

但是，在CVT的变速控制中，在目标变速比使用机械高速时变速比进行控制的情况下，即使在加速时使CVT降档，也具有直至开始实际变速比为止耗费时间的问题。

这是由如下原因引起的，即，在CVT的变速控制中，进行将实际变速比控制成目标变速比的变速比反馈控制，实际变速比以目标变速比为中心振动。

即，在变速比反馈控制中，实际变速比比目标变速比更靠低速时变速比侧时的初级压力的增大修正和实际变速比成为高速时变速比侧时的初级压力的减少修正交替反复，即使目标变速比一定，实际变速比也以目标变速比为中心以规定的振幅变动，但是若将目标变速比设定为机械高速时变速比，则由于实际变速比并非比目标变速比更偏向高速时变速比侧，故而仅反复进行初级压力的增大修正。而且，若反复进行初级压力的增大修正，则初级压力与适当值相比，过大，即使在加速时使CVT降档，使初级压力下降时也需要时间，直至变速开始为止耗费时间。

发明内容

本发明的目的在于通过将CVT的变速比范围扩大到机械高速时变速比附近而使搭载CVT的车辆的燃耗提高，并且在需要降档的状况下能够进行快速的降档。

根据本发明的一方面，提供一种无级变速器，以使实际变速比成为目标变速比的方式进行反馈控制，其包括：机械高速时变速比探索单元，其基于所述实际变速比探索所述无级变速器取得的变速比的最小值即机械高速时变速比；控制高速时变速比设定单元，其将控制高速时变速比设定在比所述机械高速时变速比低规定量的低速时变速比侧；变速比控制单元，其将所述无级变速器的变速比范围的最小值设定为所述控制高速时变速比，对所述无级变速器的变速比进行控制。

根据本发明的另一方面，提供一种无级变速器的控制方法，以使实际变速比成为目标变速比的方式进行反馈控制，其中，基于所述实际变速比探索所述无级变速器取得的变速比的最小值即机械高速时变速比，将控制高速时变速比设定在比所述机械高速时变速比低规定量的低速时变速比侧，将所述无级变速器的变速比范围的最小值设定为所述控制高速时变速比，对所述无级变速器的变速比进行控制。

根据上述方面，在将目标变速比作为控制高速时变速比进行控制的期间，实际变速比也能够以控制高速时变速比为中心而振动，故而即使将目标变速比作为控制高速时变速比进行控制，也不蓄积FB操作量，在加速时使CVT降档的情况下，可得到良好的变速响应性。

以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式及本发明的优点进行详细地说明。

附图说明

图1是无级变速器的概略构成图；

图2是变速控制油压回路的概略构成图；

图3是变速映像图；

图4是用于设定目标初级压力及目标次级压力的表；

图5是表示变速比反馈控制的内容的框图；

图6是表示控制高速时变速比的设定处理的内容的流程图；

图7是用于说明本发明的作用效果的时间图。

具体实施方式

图1表示无级变速器(以下，称为“CVT”)1的概略构成。初级带轮2及次级带轮3以二者的槽整齐排列的方式配置，在这些带轮2、3的槽中卷绕有带4。与初级带轮2同轴地配置有发动机5，在发动机5与初级带轮2之间，从发动机5侧起依次设有液力变矩器6、前进后退切换机构7。

液力变矩器6具有与发动机5的输出轴连结的泵轮6a、与前进后退切换机构7的输入轴连结的涡轮6b、定子6c及锁止离合器6d。

前进后退切换机构7以双小齿轮行星齿轮组7a为主要的构成要素，其太阳齿轮与液力变矩器6的涡轮6b结合，行星架与初级带轮2结合。前进后退切换机构7还具有将双小齿轮行星齿轮组7a的太阳齿轮及行星架之间直接连结的起步离合器7b、及将齿圈固定的后退制动器7c。而且，在起步离合器7b联接时，从发动机5经由液力变矩器6的输入旋转直接向初级带轮2传递，在后退制动器7c联接时，从发动机5经由液力变矩器6的输入旋转反转并向初级带轮2传递。

初级带轮2的旋转经由带4向次级带轮3传递，次级带轮3的旋转经由输出轴8、齿轮组9及差速齿轮装置10向未图示的驱动轮传递。

为了在上述的动力传递中使初级带轮2及次级带轮3之间的变速比更变更，将形成初级带轮2及次级带轮3的槽的圆锥板中的一方设为固定圆锥板2a、3a，将另一圆锥板2b、3b设为可向轴线方向位移的可动圆锥板。另外，在初级带轮2上设有限制槽宽的最小值的制动器。

这些可动圆锥板2b、3b通过将以管路压力PL为原压而制出的初级压力Ppri及次级压力Psec供给初级带轮室2c及次级带轮室3c，从而朝向固定圆锥板2a、3a靠压，由此，使带4与圆锥板摩擦接合而进行初级带轮2及次级带轮3之间的动力传递。

变速通过由初级压力Ppri及次级压力Psec之间的压力差而使两带轮2、3的槽宽发生变化并使带4相对于带轮2、3的卷绕圆弧半径连续地变化而进行的。

初级压力Ppri及次级压力Psec与向在选择前进档时联接的起步离合器7b、及在选择后退档时联接的后退制动器7c供给的油压一同被变速控制油压回路11控制。变速控制油压回路11响应来自变速器控制器12的信号而进行控制。

向变速器控制器12输入：来自检测CVTl的输入转速Nin的输入转速传感器13的信号；CVTl的输出转速Nout、即来自检测车速VSP的车速传感器14的信号；来自检测初级压力Ppri的初级压力传感器15p的信号；来自检测次级压力Psec的次级压力传感器15s的信号；来自检测管路压力PL的管路压力传感器15l的信号；来自检测油门开度APO的油门开度传感器16的信号；来自检测换档杆位置的档位开关17的选择档信号；来自检测有无踏下制动踏板的制动开关18的信号；与自控制发动机5的发动机控制器19的与发动机5的运转状态(发动机转速Ne、发动机转矩、燃料喷射时间、冷却水温度TMPe等)相关的信号。

图2表示变速控制油压回路11的概略构成。

变速控制油压回路11具有油泵40、管路压力调压阀31、初级压力调压阀32及次级压力调压阀33。

油泵40通过发动机5驱动。

管路压力调压阀31是通过将油泵40的排出压的一部分排放掉而减压，从而将管路压力PL调压成目标管路压力tPL的排放调压式的调压阀。

初级压力调压阀32及次级压力调压阀33是以管路压力PL为原压，通过将管路压力PL的一部分排放掉而减压，从而将初级压力Ppri及次级压力Psec分别调压成目标初级压力tPpri及目标次级压力tPsec的排放调压式的调压阀。

管路压调压阀31、初级压力调压阀32及次级压力调压阀33分别具有使调压后的油压返回调压阀并用于将调压后的油压反馈控制成目标油压的反馈回路31f、32f、33f。

接着，参照图3～图5对变速器控制器12的控制内容进行说明。

变速器控制器12首先参照图3所示的变速映像图设定CVTl的目标变速比。变速比映像图是若决定车速VSP和油门开度APO则决定输入转速Nin的映像图，通过求出决定了的输入转速N in与输出转速Nout之比来设定目标变速比。

油门开度AP0＝0/8的变速线在后述的控制高速时变速比上设定，即，CVTl的变速比范围的最小值设定为控制高速时变速比，目标变速比设定为控制高速时变速比以上。

另外，在图3中，虽然简略化仅表示了油门开度AP0＝0/8、4/8、8/8的变速线，但在变速映像图中，也设定有关于其他的油门开度APO的变速线。

接着，变速器控制器12参照图4所示的表设定目标初级压力tPpri及目标次级压力tPsec。图4所示的表为规定了CVTl的变速比和初级压力Ppri及次级压力Psec的关系的表，若决定CVTl的变速比，则根本上决定为实现该变速比所需的初级压力Ppri及次级压力Psec。

而且，变速器控制器12以使初级压力Ppri及次级压力Psec分别成为设定的目标初级压力tPpri及目标次级压力tPsec的方式对管路压力调压阀31、初级压力调压阀32及次级压力调压阀33进行控制。

另外，即使如上所述地控制初级压力Ppri及次级压力Psec，则由于外界干扰、制造偏差等而使实际变速比产生与目标变速比的偏差，故而为了消除该偏差，变速器控制器12进行以下说明的变速比反馈控制。

图5是表示了变速器控制器12进行的变速比反馈控制的内容的框图。

参照图5对变速比反馈控制进行说明，在B1中，算出并输出目标变速比与实际变速比的差量。实际变速比能够基于由输入转速传感器13检测到的输入转速Nin和由车速传感器14检测到的车速VSP而算出。

在B2中，将Bl的输出值乘以P增益后的值作为比例项而输出。

在B3中，将Bl的输出值乘以l增益后的值输出。而且，在B4～B6中，对B3的输出值进行积分并作为积分项而输出。B5是对积分项进行限制处理的限制器。B6是存储并输出积分项的上次值的软件运算符。

在B7中，将作为B2的输出值的比例项和作为B5的输出值的积分项相加并算出FB操作量。

若这样运算FB操作量，则变速器控制器12根据FB操作量来修正初级压力Ppri。具体地，在实际变速比比目标变速比大、即处于低速时变速比侧的情况下，FB操作量向正侧变大，对初级压力Ppri进行增大修正。相反地，在实际变速比比目标变速比小、即处于高速时变速比侧的情况下，FB操作量向负侧变大，对初级压力Ppri进行减少修正。

根据上述变速比反馈控制，以实际变速比接近目标变速比的方式对初级压力Ppri进行修正。另外，即使目标变速比变动，实际变速比也以目标变速比为中心以规定的振幅A振动。

在使搭载CVTl的车辆的燃耗提高时，探索CVT1取得的变速比的最小值即机械高速时变速比，适合将CVTl的变速比范围的高速时变速比侧扩大到探索到的机械高速时变速比。

但是，若将CVTl的目标变速比设为机械高速时变速比，则实际变速比并非比机械高速时变速比更偏向高速时变速比侧，故而通过变速比反馈控制蓄积积分项，对初级压力Ppri持续地进行增大修正。其结果，若初级压力Ppri与适当值相比，过大，则即使在加速时使CVTl降档，消除积分项也需要时间，初级压力Ppri不怎么下降，成为降档滞后的原因。

因此，在本实施方式中，考虑通过变速比反馈控制而使实际变速比以振幅A振动的情况，将比机械高速时变速比低振幅A以上(理想的是，仅低振幅A)的低速时变速比侧的变速比设定为控制高速时变速比，将变速比范围扩大到该控制高速时变速比。

图6是表示了控制高速时变速比的设定处理的流程图。参照其对设定控制高速时变速比的顺序进行说明。

基于此，首先，在Sl中，变速器控制器12判断是否允许进行控制高速时变速比的设定处理。

如后所述，变速器控制器12将目标变速比和实际变速比比规定的变速比更靠高速时变速比侧的变速比、即产生目标变速比与实际变速比的偏差时的实际变速比作为机械高速时变速比，基于机械高速时变速比设定控制高速时变速比。机械高速时变速比取得的值在考虑了带轮等的尺寸公差的最低速时变速比侧的值(以下，称为“偏差低速时变速比”)及最高速时变速比侧的值(以下，称为“偏差高速时变速比”)之间。因此，CVTl的实际变速比及目标变速比比偏差低速时变速比更靠低速时变速比侧，在未产生目标变速比与实际变速比的偏差的情况下，原本不能探索控制高速时变速比的设定所需的机械高速时变速比。因此，上述规定的变速比设定为上述“偏差低速时变速比”。

因此，在CVTl的实际变速比及目标变速比比规定的变速比即偏差低速时变速比更靠低速时变速比侧的情况下，不允许进行控制高速时变速比的设定处理。

相反，在CVTl的实际变速比及目标变速比比偏差低速时变速比更靠高速时变速比侧的情况下，由于能够进行机械高速时变速比的探索，故而允许控制高速时变速比的设定处理。在允许控制高速时变速比的设定处理的情况下，处理进入S2。另外，在变速器控制器12中存储有偏差低速时变速比及偏差高速时变速比的值。

在S2中，变速器控制器12判断是否在控制高速时变速比的控制中。在控制高速时变速比的控制中基于控制高速时变速比标记的值进行判断。由于控制高速时变速比标记的初始值设定为0(未在控制高速时变速比的控制中)，故而在最初进行本处理的情况下，处理进入S3。

在S3中，变速器控制器12判定实际变速比是否达到机械高速时变速比。具体地，变速器控制器12在以下的(a)或(b)均均成立的情况下，判定该时刻的实际变速比为机械高速时变速比。

(a)目标变速比设为偏差高速时变速比的变速比的情况、所述目标变速比比实际变速比更靠高速时变速比侧，能够判断目标变速比的变化速度的绝对值比规定值小且为非变速中，并且在该状态持续了规定实际的情况。

(b)目标变速比设为偏差高速时变速比的变速比的情况、所述目标变速比比实际变速比更靠高速时变速比侧，能够判断目标变速比的变化速度的绝对值比规定值小且为非变速中，并且目标变速比比实际变速比更靠高速时变速比侧且判断为非变速中后的FB操作量的变化量为规定值以上的情况。

以(a)持续规定时间为条件是为了防止误检测。另外，不仅在(a)请下，在(b)情况下也判定实际变速比为机械高速时变速比是因为，机械高速时变速比比与目标变速比相比，大幅度偏向低速时变速比侧的话，则FB操作量急剧增大，若为(a)的条件、初级压力Ppri未大幅度上升，则不进行机械高速时变速比的判定。追加(b)，在FB操作量的变化量大的情况下，通过快速进行机械高速时变速比的判定，能够抑制初级压力Ppri的上升。

在判定机械高速时变速比后，处理进入S4。

在S4中，变速器控制器12设定控制高速时变速比。控制高速时变速比设定在以基于变速比反馈控制的实际变速比的振幅A以上，比机械高速时变速比更靠低速时变速比侧。理想的是，控制高速时变速比设定为以振幅A比机械高速时变速比更靠低速时变速比侧。

另外，若设定控制高速时变速比并通过控制高速时变速比限制目标变速比，则使目标变速追随控制高速时变速比。若基于此的目标变速比的变化量相对地大，则变速比反馈控制的操作量急剧变化，反馈控制可能变得不稳定，故而通过限制处理限制控制高速时变速比的变化率。

若设定控制高速时变速比，则控制高速时变速比标志设定为表示控制高速时变速比的控制中的1，在控制高速时变速比的值比偏差低速时变速比的值小的情况下，CVTl的变速控制上的变速比范围扩大到控制高速时变速比。而且，处理从S2进入S5以后，进行控制高速时变速比的解除判定及更新判定。

进行控制高速时变速比的解除判定及更新判定的是，通过对带4施加的负荷而变化，特别是，在初级带轮2上设置制动器的本实施方式中，若对带4施加的负荷增大，则带的元件被向带轮的外径方向压出，支承元件的环伸长。由于在次级带轮3上未设置制动器，故而通过背环的伸长，次级带轮3侧的带卷绕半径增大。因此，初级带轮2与次级带轮3的半径比变化，机械高速时变速比向低速时变速比侧变化，故而需要进行控制高速时变速比的再设定或者更新。

在S5中，变速器控制器12进行控制高速时变速比的解除判定。具体地，变速器控制器12在以下的(c)～(e)均成立的情况下，判定为将控制高速时变速比解除。

(c)目标变速比比控制高速时变速比更靠低速时变速比侧的情况

(d)实际变速比比机械高速时变速比更靠高速时变速比侧的情况

(e)设定控制高速时变速比后，次级推力(次级压力Psec)下降规定值以上的情况

将(c)设为条件是因为，目标变速比比机械高速时变速比更靠低速时变速比侧，成为不使用控制高速时变速比的状况，故而在这样的状况下一旦解除控制高速时变速比后，在控制高速时变速比成为必要状况时，通过再次设定控制高速时变速比来维持控制高速时变速比的可靠性。

将(d)设为条件是用于通过带打滑的发生来检测初级带轮及次级带轮的旋转比向高速时变速比侧变化的情况。例如，在滑行中或再生中，在由次级带轮驱动初级带轮的情况下发生了带打滑的情况下，初级带轮旋转虽然降低，但假定了维持次级带轮旋转这样的情况。

将(e)设为条件是因为，在实际变速比比机械高速时变速比更靠高速时变速比侧的情况、根据油温条件等切换次级压力的下限值或通过油门操作或制动器操作发挥增减次级压力的功能而使次级推力下降规定值以上的情况下，机械高速时变速比从在S3探索的值偏离，在S4设定的控制高速时变速比已经失去意义。这样的情况下，也解除控制高速时变速比并再次设定控制高速时变速比。

在判定为解除控制高速时变速比的情况下，处理进入S6，解除控制高速时变速比。而且，控制高速时变速比标记设定表示未在控制高速时变速比的控制中的零。

在S7中，变速器控制器12进行是否更新控制高速时变速比的判定。具体地，变速器控制器12进行与S3的机械高速时变速比的判定相同的判定，在S3的(a)或(b)的任意条件成立的情况下，将该时刻的实际变速比判定为新的机械高速时变速比。而且，处理进入S4，进行控制高速时变速比的更新。即使在S6中并非解除控制高速时变速比那样的状况，通过随时进行这样的更新处理，维持控制高速时变速比的可靠性。

另外，由于机械高速时变速比根据行驶条件而时刻变化，故而对应于机械高速时变速比的变化而使控制高速时变速比也变化。目标变速比被控制高速时变速比限制，故而对应于控制高速时变速比的变化而使目标变速比时刻持续变化，变速比控制变得不稳定。控制高速时变速比的更新在进行控制高速时变速比的限制处理的期间不进行。

图7是表示设定控制高速时变速比的情况的时间图。

在目标变速比波动并向高速时变速比变化的情况下，实际变速比以如此地向高速时变速比侧变化。

但是，若实际变速比达到机械高速时变速比，则实际变速比不发生变化，在目标变速比与实际变速比之间产生偏差。(时刻t1)

在该状态下若不进行变速而持续规定时间，则根据上述控制高速时变速比的设定处理，判定该时刻的实际变速比为机械高速时变速比(时刻t2)。

而且，控制高速时变速比以实际变速比的振幅A以上(理想的是，仅以振幅A)比机械高速时变速比更靠低速时变速比侧设定，以后，将变速比范围扩大到控制高速时变速比并控制变速比。

另外，时刻t2～t3期间，若使控制高速时变速比急剧变化，则实际变速比与目标变速比的偏差急剧变化，从而初级压力及次级压力急剧地变化。因此，通过限制处理限制控制高速时变速比的变化率。

接着，对本实施方式的作用效果进行说明。

根据本实施方式，由于CVTl的变速比范围扩大到接近机械高速时变速比的控制高速时变速比，故而能够使搭载CVTl的车辆的燃耗提高到将CVTl的变速比范围设为机械高速时变速比的情况相同的程度。

另外，在将目标变速比作为控制高速时变速比进行控制的期间，实际变速比能够以控制高速时变速比为中心而振动，故而即使将目标变速比作为控制高速时变速比进行控制，也不蓄积FB操作量，在加速时使CVTl降档的情况下，能够得到良好的变速响应性。

另外，上述燃耗提高效果在将控制高速时变速比以实际变速比的振幅A设定在比机械高速时变速比低的低速时变速比侧的情况下发挥最大的作用。

另外，机械高速时变速比设定为目标变速比比实际变速比更靠高速时变速比侧的状态持续的情况下的实际变速比，故而能够防止机械高速时变速比的误判定，提高控制高速时变速比的可靠性。

另外，在设定了控制高速时变速比之后，在目标变速比比实际变速比更靠高速时变速比侧的状态再次持续的情况下，再次探索机械高速时变速比，更新控制高速时变速比。由此也能够提高控制高速时变速比的可靠性。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过表示本发明的适用例的一部分，并非将本发明的技术范围具体地限定在上述实施方式的意思。

本申请基于2012年6月20日向日本专利局提出申请的特愿2012－138623号主张优选权，通过参照将该申请的全部内容编入本说明书中。

Claims (6)

1.一种无级变速器，以使实际变速比成为目标变速比的方式进行反馈控制，其包括：

机械高速时变速比探索单元，其基于所述实际变速比探索所述无级变速器取得的变速比的最小值即机械高速时变速比；

控制高速时变速比设定单元，其将控制高速时变速比设定在比所述机械高速时变速比低规定量的低速时变速比侧；

变速比控制单元，其将所述无级变速器的变速比范围的最小值设定为所述控制高速时变速比，对所述无级变速器的变速比进行控制。

2.如权利要求1所述的无级变速器，其中，所述规定量设定为以由所述反馈控制产生的所述无级变速器的变速比的所述目标变速比为中心的振动的振幅以上。

3.如权利要求2所述的无级变速器，其中，所述规定量设定为与所述振动的振幅相等。

4.如权利要求1～3中任一项所述的无级变速器，其中，所述机械高速时变速比探索单元在所述目标变速比比所述实际变速比更靠高速时变速比侧的状态持续的情况下，将所述实际变速比判定为所述机械高速时变速比。

5.如权利要求1～4中任一项所述的无级变速器，其中，还具有控制高速时变速比更新单元，其在设定了所述控制高速时变速比后，所述目标变速比比所述实际变速比更靠高速时变速比侧的状态再次持续的情况下，再次探索所述机械高速时变速比，基于再次探索到的机械高速时变速比更新所述控制高速时变速比。

6.一种无级变速器的控制方法，以使实际变速比成为目标变速比的方式进行反馈控制，其中，

基于所述实际变速比探索所述无级变速器取得的变速比的最小值即机械高速时变速比，

将控制高速时变速比设定在比所述机械高速时变速比低规定量的低速时变速比侧，

将所述无级变速器的变速比范围的最小值设定为所述控制高速时变速比，对所述无级变速器的变速比进行控制。