CN104662336B - 无级变速器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种变速器控制器，判定副变速机构的输入转速是否处于停滞状态，在判定为输入转速停滞的情况下，将由副变速机构的目标输入转速变化率和实际输入转速变化率的差决定的转速变化率反馈修正量加上转速反馈修正量，进行反馈控制。

Description

无级变速器及其控制方法

技术领域

本发明涉及具备副变速机构的无级变速器的控制。

背景技术

JP5－79554A中公开了一种变速方式，即，在将变速机构(无级变速机构)和副变速机构串联设置的无级变速器中，变更副变速机构的变速级时，使变速机构的变速比向与副变速机构的变速比变化方向相反的方向变化(以下，称为“协调变速”。)。

如果进行该协调变速，则使副变速机构变速时的发动机及液力变矩器的速度变化减小，能够减小这些惯性转矩造成的变速振动。

在上述协调变速中，若配合副变速机构的惯性阶段而使变速机构变速，且使副变速机构的实际变速比与变速机构的变速比变化一致地连续变化，整体的变速比变化变小，能够进一步抑制上述变速振动。

在这样使副变速机构的实际变速比变化时，只要以使副变速机构的输入转速成为根据变速机构的变速比变化设定的目标转速的方式根据目标输入转速与实际输入转速的偏差来修正副变速机构的释放侧摩擦元件或联接侧摩擦元件的容量即可(转速反馈控制)。

但是，在该转速反馈控制中，在协调变速中的副变速机构的变速为接受加速踏板被踏下的所谓动力接通降档的情况下，副变速机构的输入转速怎么也不上升，产生变速迟延的情况。

这时因为，在动力接通降档中，需要使副变速机构的输入转速上升，但若在向副变速机构输入的输入转矩小的状况下，若实际输入转速上升而使目标输入转速与实际输入转速的偏差变小，则在上述转速反馈控制中，摩擦元件的容量的修正量也变小，不促进释放侧摩擦元件的释放，副变速机构的输入转速难以上升。越是在副变速机构的变速前后的输入转速的变化幅度大的高车速区域，该问题就越显著。

发明内容

本发明的目的在于降低协调变速中的副变速机构的降档为动力接通降档时的副变速机构的变速迟延。

本发明的一方面提供一种无级变速器及与之对应的控制方法，该无级变速器具备能够无级地变更变速比的变速机构、和与所述变速机构的输出侧连接且通过变更多个摩擦元件的联接状态来切换变速级的副变速机构，其中，该无级变速器具备：协调变速部，其在使所述副变速机构变速时，进行使所述变速机构的变速比向与所述副变速机构的变速比变化方向相反的方向变化的协调变速；动力接通降档判定部，其在进行所述协调变速的情况下，判定所述副变速机构的变速是否是加速踏板被踏下而产生的动力接通降档；反馈控制部，其在判定为所述副变速机构的变速是动力接通降档的情况下，根据由所述副变速机构的目标输入转速和实际输入转速的差决定的转速反馈修正量来控制所述副变速机构的被释放的摩擦元件的容量；旋转停滞判定部，其判定所述副变速机构的输入转速是否处于停滞状态；加法运算部，其在判定为所述输入转速停滞的情况下，将由所述副变速机构的目标输入转速变化率和实际输入转速变化率的差决定的转速变化率反馈修正量与所述转速反馈修正量相加。

根据上述方面，若在协调变速中的副变速机构的降档为动力接通降档的情况下副变速机构的输入转速停滞，则将转速反馈修正量与转速变化率反馈修正量相加而进行反馈控制，故而能够促进副变速机构的变速，减少副变速机构的变速迟延。

附图说明

图1是搭载有本发明实施方式的无级变速器的车辆的概略构成图；

图2是表示变速器控制器的内部构成的图；

图3是变速映像图；

图4是表示通过变速器控制器执行的变速控制程序的内容的流程图；

图5是用于说明转速反馈的图；

图6是用于说明转速变化率反馈的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，某变速机构的“变速比”是该变速机构的输入转速除以该变速机构的输出转速而得到的值。另外，“最低速变速比”是该变速机构的最大变速比，“最高速变速比”是该变速机构的最小变速比。

图1是搭载有本发明实施方式的无级变速器的车辆的概略构成图。该车辆具备作为动力源的发动机1。发动机1的输出旋转经由液力变矩器2、第一齿轮组3、变速器4、第二齿轮组5、差动装置6而向驱动轮7传递。在第二齿轮组5设有驻车时将变速器4的输出轴机械地锁定使其不能旋转的停车机构8。

液力变矩器2具备锁止离合器2a。当锁止离合器2a联接时，液力变矩器2中的打滑消除，提高了液力变矩器2的传递效率。

另外，在车辆上设有利用发动机1的动力的一部分驱动的油泵10、调节来自油泵10的液压并向变速器4的各部位供给的液压控制回路11、控制液压控制回路11的变速器控制器12。

变速器4为具备变速机构20、与变速机构20串联设置的副变速机构30的无级变速器。所谓“串联设置”是指在从发动机1到驱动轮7的动力传递路径中，变速机构20和副变速机构30串联设置的意思。副变速机构30也可以如该例那样与变速机构20的输出轴直接连接，也可以经由其它变速或者动力传递机构(例如，齿轮组)连接。

变速机构20是具备初级带轮21、次级带轮22、卷挂在带轮21、22之间的V型带23的无级变速机构。带轮21、22分别具备：固定圆锥板、以使滑轮面相对的状态相对于固定圆锥板且在其与固定圆锥板之间形成V槽的可动圆锥板、设于该可动圆锥板的背面且使可动圆锥板沿轴向位移的液压缸23a、23b。当调节向液压缸23a、23b供给的液压时，V槽的宽度发生变化，V型带23和各带轮21、22的接触半径变化，变速机构20的变速比无级地变化。

副变速机构30是前进2级、后退1级的变速机构。副变速机构30具备：连结两个行星齿轮的行星架的拉维略式行星齿轮机构31、与构成拉维略式行星齿轮机构31的多个旋转元件连接并变更它们的连系状态的多个摩擦元件(低速制动器32、高速离合器33、后退制动器34)。调节向摩擦元件32～34的供给液压，变更摩擦元件32～34的联接状态，由此，变更副变速机构30的变速级。

具体而言，如果将低速制动器32联接，将高速离合器33和后退制动器34释放，则副变速机构30的变速级成为1速。如果将高速离合器33联接，将低速制动器32和后退制动器34释放，则副变速机构30的变速级成为变速比小于1速的2速。另外，如果将后退制动器34联接，将低速制动器32和高速离合器33释放，则副变速机构30的变速级成为后退。此外，在以下的说明中，副变速机构30的变速级为1速时，表现为“变速器4为低速模式”，副变速机构30的变速级为2速时，表现为“变速器4为高速模式”。

通过在各变速级联接的摩擦元件能够进行传递的转矩(以下称为“容量”)，由从液压控制回路11向各摩擦元件32～34供给的液压来决定。

如图2所示，变速器控制器12包括：CPU121、由RAM和ROM构成的存储装置122、输入接口123、输出接口124、将其相互连接的总线125。

在输入接口123输入检测表示加速踏板的操作量的加速踏板开度APO的加速踏板开度传感器41的输出信号、检测变速器4的输入转速(＝初级带轮21的转速、以下称为“初级转速Npri”)的转速传感器42的输出信号、检测车速VSP的车速传感器43的输出信号、检测变速器4的油温TMP的油温传感器44的输出信号、检测变速杆的位置的档位开关45的输出信号、检测次级带轮22的转速(＝副变速机构30的输入转速)的转速传感器46的输出信号等。

在存储装置122中储存有变速器4的变速控制程序(图6)、该变速控制程序中使用的变速映像图(图3)。CPU121读取在存储装置122中储存的变速控制程序并执行，对经由输入接口123输入的各种信号实施各种运算处理，生成变速控制信号，将生成的变速控制信号经由输出接口124向液压控制回路11输出。将CPU121在运算处理中使用的各种值、其运算结果适当地储存在存储装置122中。

液压控制回路11由多个流路、多个液压控制阀构成。液压控制回路11基于来自变速器控制器12的变速控制信号控制多个液压控制阀，切换液压的供给路径，并且根据油泵10中产生的液压调制需要的液压，将调制好的液压向变速器4的各部位供给。由此，进行变速机构20的变速、副变速机构30的变速级的变更、各摩擦元件32～34的容量控制、锁止离合器2a的联接和释放。

图3表示存储装置122中储存的变速映像图。变速器控制器12参照该变速映像图，根据车辆的运转状态(该实施方式中为车速VSP、初级转速Npri、加速踏板开度APO)，控制变速机构20、副变速机构30及锁止离合器2a。

在该变速映像图中，变速器4的动作点由车速VSP和初级转速Npri来定义。连结变速器4的动作点和变速映像图左下角的零点的线的斜度与变速器4的变速比(变速机构20的变速比乘以副变速机构30的变速比所得的整体的变速比，以下称为“总变速比”)相对应。在变速映像图中，与现有的带式无级变速器的变速映像图同样，对每个踏板开度APO设定变速线，变速器4的变速按照根据加速踏板开度APO选择的变速线来进行。

变速器4为低速模式时，变速器4能够在将变速机构20的变速比设为最低速变速比而得到的低速模式最低速线和将变速机构20的变速比设为最高速变速比而得到的低速模式最高速线之间(图中A、B区域)进行变速。另一方面，变速器4为高速模式时，变速器4能够在将变速机构20的变速比设为最低速变速比而得到的高速模式最低速线和将变速机构20的变速比设为最高速变速比而得到的高速模式最高速线之间(图中B、C区域)进行变速。

另外，在该变速映像图上，设定为，使切换变速器4的模式的模式切换线在低速模式最高速线上重合。

变速器4的动作点从B区域侧向C区域侧横切模式切换线的情况，变速器控制器12使副变速机构30从1速向2速升档。相反地，变速器4的动作点从C区域侧向B区域侧横切模式切换线的情况下，变速器控制器12使副变速机构30从2速向1速降档。

此外，图3所示的模式切换线的设定方法为一例，也可以在升档和降档中设定不同的切换线。另外，为了抑制变速频率，也可以仅在请求驱动力变大时许可副变速机构30的降档。

另外，变速器控制器12在使副变速机构30变速时，进行将变速机构20的变速比向与副变速机构30的变速比变化的方向相反的方向变更的协调变速。具体而言，变速器控制器12配合副变速机构30的惯性阶段而使变速机构20变速，且在惯性阶段中控制副变速机构30的联接侧摩擦元件或释放侧摩擦元件(低速制动器32或高速离合器33)的容量，使副变速机构30的输入转速(与副变速机构30的实际变速比相对应)与变速机构20的变速比变化一致地连续变化。由此，在协调变速中，以使实际总变速比Ratio不产生台阶差。

在使副变速机构30的输入转速这样变化时，设定与变速机构20的变速比变化一致的目标输入转速，根据目标输入转速和实际输入转速的偏差，修正联接侧摩擦元件或释放侧摩擦元件的容量，进行使实际输入转速接近目标输入转速的转速反馈即可。

但是，仅由转速反馈控制副变速机构30的输入转速的情况下，在协调变速中的副变速机构30的变速为接受了加速踏板被踏下的动力接通降档的情况下，如在发明要解决的课题中说明的那样，有时副变速机构30的输入转速怎么也不上升，变速迟延。

因此，变速器控制器12如以下说明，在协调变速中的副变速机构30的降档为动力接通降档的情况下，根据需要，除了进行转速反馈控制以外，还进行转速变化率反馈控制，防止副变速机构30的上述变速迟延。

图4表示变速器控制器12的储存在存储装置122中的本实施方式的变速控制程序的内容。该变速控制程序是变速器4的动作点横切模式切换线，进行协调变速时重复执行的程序。以下对此进行说明。

在S11中，变速器控制器12判定协调变速中的副变速机构30的变速是否为动力接通降档。通过踏下加速踏板，变速器4的动作点从C区域向B区域侧横切模式切换线的情况下，判定为协调变速中的副变速机构30的变速为动力接通降档。判定为动力接通降档的情况下，处理进入S12。

在S12中，变速器控制器12判定在副变速机构30的目标输入转速和实际输入转速之间是否产生了偏差。副变速机构30的目标输入转速设定为使副变速机构30的变速比与变速机构20的变速比变化一致地连续变化，例如，设定为在协调变速前后，总变速比始终不变化。判定为发生了偏差的情况下，处理进入S13。

此外，在S11、S12中得出否定性判定的情况下，处理进入S21，执行通常的协调变速控制(例如，如在JP5－79554A中公开的现有公知的协调变速控制)。

在S13中，变速器控制器12判定副变速机构30是否发生了旋转停滞。具体而言，运算副变速机构30的实际输入转速的时间变化率即实际输入转速变化率，判定实际输入转速变化率是否比停滞判定阈值小。停滞判定阈值是接近于零的值，是用于判定副变速机构30的实际输入转速几乎不变化时的阈值。得出否定性判定的情况下，处理进入S14，得出肯定性判定的情况下，处理进入S15。

在S14、S15中，变速器控制器12基于从副变速机构30的目标输入转速减去实际输入转速而得到的转速偏差(参照图5)来运算转速反馈量。就转速反馈修正量而言，在转速偏差为正的情况下，其为正的值，在转速偏差为负的情况下，其为负的值，转速偏差的绝对值越大，其绝对值也越大。

在S16中，变速器控制器12运算副变速机构30的变速后输入转速与实际输入转速的差并将该差作为剩余差旋转，根据由剩余差旋转判断的协调变速的进行程度来设定作为目标的副变速机构30的目标输入转速变化率(参照图6)。例如，如图6所示，目标输入转速变化率以使副变速机构30的输入转速在惯性阶段初期和末期缓慢地变化的方式设定为较小的值，以使以使副变速机构30的输入转速在惯性阶段中期迅速地变化的方式设定为比惯性阶段初期和末期大的值。

而且，变速器控制器12运算副变速机构30的实际输入转速变化率，基于从目标输入转速变化率减去实际输入转速变化率所得的转速变化率偏差，运算转速变化率反馈修正量。就转速变化率反馈修正量而言，在转速变化率偏差为正的情况下，其为正的值，在转速变化率偏差为负的情况下，其为负的值，转速变化率偏差的绝对值越大，其绝对值也越大。

在S17中，变速器控制器12运算总反馈修正量。就总反馈修正量而言，在处理从S13进入S14的情况下，与转速反馈修正量相等，而在处理从S13进入S15、S16的情况下，成为转速反馈修正量和转速变化率反馈修正量的合计值。

在S18中，变速器控制器12将使副变速机构30降档时的释放侧摩擦元件即高速离合器33的容量修正为从修正前的容量减去总反馈修正量所得的值。由此，高速离合器33的容量被向变小的一侧修正。

在S19中，变速器控制器12再次判定副变速机构30是否发生旋转停滞。具体而言，再次运算副变速机构30的实际输入转速变化率，再次判定实际输入转速变化率是否比规定的停滞判定阈值小。得出否定性判定的情况下，处理进入S12，得出肯定性判定的情况下，处理进入S20。

在S20中，变速器控制器12通过使变速机构20向高速侧(变速比变小的一侧)变速，促使副变速机构30的输入转速的上升，由此，促进副变速机构30的变速。

接着，对进行上述变速控制的作用效果进行说明。

在本实施方式中，变更副变速机构30的变速级时，进行使变速机构20的变速比向与副变速机构30的变速比变化方向相反的方向变化的协调变速。

若在副变速机构30的变速为动力接通降档的情况下仅由转速反馈控制控制副变速机构30的输入转速，则副变速机构30发生旋转停滞，有时副变速机构30的变速迟延。若变速迟延，就得不到驾驶员想要的驱动力，另外，若在副变速机构30的变速未完成的状态下将联接侧摩擦元件即低速制动器32联接，使副变速机构30的实际输入转速强制性地上升至变速后输入转速，则会产生振动。

但是，在本实施方式中，若发生这样的旋转停滞，则将转速反馈修正量加上转速变化率反馈修正量，进行反馈控制(S13：“是”、S15～S18)。若发生副变速机构30的旋转停滞，则副变速机构的输入转速变化率变小且转速变化率偏差变大，因此，根据该控制，将副变速机构30的释放侧摩擦元件即高速离合器33的容量向更小的一侧修正。

因此，在仅由转速反馈控制产生副变速机构30的旋转停滞那样的状况下，也能够使高速离合器33的容量迅速地下降，促进副变速机构30的输入转速的上升，即，促进副变速机构30的变速，能够减少副变速机构30的变速迟延。

另外，根据本实施方式，通过转速变化率反馈控制也无法消除副变速机构30的旋转停滞的情况(S19：“是”)下，变速机构20向高速侧(变速比变小的一侧)变速而促进副变速机构30的输入转速的上升。由此，能够进一步防止副变速机构30的变速迟延。

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应用例的一部分，不是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体构成的意思。

另外，在上述实施方式中，动力源为发动机1，但动力源也可以是将发动机1和电动机组合的构成、或者电动机单体。

本申请基于2012年9月27日在日本专利局提出申请的特愿2012－213943号而主张优先权，通过参照将该申请的全部内容编入本说明书。

Claims (3)

1.一种无级变速器，其具备能够无级地变更变速比的变速机构、和与所述变速机构的输出侧连接且通过变更多个摩擦元件的联接状态来切换变速级的副变速机构，其中，该无级变速器具备：

协调变速单元，其在使所述副变速机构变速时，进行使所述变速机构的变速比向与所述副变速机构的变速比变化方向相反的方向变化的协调变速；

动力接通降档判定单元，其在进行所述协调变速的情况下，判定所述副变速机构的变速是否是加速踏板被踏下而产生的动力接通降档；

反馈控制单元，其在判定为所述副变速机构的变速是动力接通降档的情况下，根据由所述副变速机构的目标输入转速和实际输入转速的差决定的转速反馈修正量来控制所述副变速机构的被释放的摩擦元件的容量；

旋转停滞判定单元，其判定所述副变速机构的输入转速是否处于停滞状态；

加法运算单元，其在判定为所述输入转速停滞的情况下，将由所述副变速机构的目标输入转速变化率和实际输入转速变化率的差决定的转速变化率反馈修正量与所述转速反馈修正量相加。

2.如权利要求1所述的无级变速器，其中，

判定通过所述反馈控制是否消除了所述副变速机构的输入转速的停滞，在判定为未消除的情况下，使所述变速机构向变速比变小的一侧变速。

3.一种无级变速器的控制方法，该无级变速器具备能够无级地变更变速比的变速机构、和与所述变速机构的输出侧连接且通过变更多个摩擦元件的联接状态来切换变速级的副变速机构，其中，

在使所述副变速机构变速时进行使所述变速机构的变速比向与所述副变速机构的变速比变化方向相反的方向变化的协调变速，

在进行所述协调变速的情况下，判定所述副变速机构的变速是否是加速踏板被踏下而产生的动力接通降档，

在判定为所述副变速机构的变速是动力接通降档的情况下，根据由所述副变速机构的目标输入转速和实际输入转速的差决定的转速反馈修正量来控制所述副变速机构的被释放的摩擦元件的容量，

判定所述副变速机构的输入转速是否处于停滞状态，

在判定为所述输入转速停滞的情况下，将由所述副变速机构的目标输入转速变化率和实际输入转速变化率的差决定的转速变化率反馈修正量加上所述转速反馈修正量。