CN105190117A

CN105190117A - 变速控制装置

Info

Publication number: CN105190117A
Application number: CN201380072443.5A
Authority: CN
Inventors: 藤田威人; 小山英夫
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2015-12-23
Anticipated expiration: 2033-12-16
Also published as: JP5970730B2; JPWO2014129060A1; CN105190117B; WO2014129060A1; US9523426B2; US20150377348A1

Abstract

在变速比控制装置中，计算使变速器(T)的输入转速和输出转速之间的实际变速比与目标变速比一致的反馈控制量。由此，变速比控制单元(U)根据实际变速比的变化加速度相对于目标变速比的变化加速度的偏差，计算反馈控制量，因此，与根据实际变速比相对于目标变速比的偏差计算反馈控制量的情况、根据实际变速比的变化速度相对于目标变速比的变化速度的偏差计算反馈控制量的情况相比，不仅能够提高控制响应性，通过提前检测目标值与实际值的偏差的产生并进行反馈，与以往相比，还能够进行线性变速控制。

Description

变速控制装置

技术领域

本发明涉及一种具备变速比控制单元的变速控制装置，该变速比控制单元计算使变速器的输入转速和输出转速之间的实际变速比与目标变速比一致的反馈控制量。

背景技术

根据以下专利文献1公知：当控制环型无级变速器的变速比时，分开使用第1反馈控制和第2反馈控制，其中，所述环型无级变速器通过使夹持于输入盘与输出盘之间的动力辊倾转来使变速比无级地变化，所述第1反馈控制是缩小目标变速比与实际变速比的偏差，所述第2反馈控制是缩小目标变速速度与实际变速速度的偏差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4923999号公报

发明内容

发明所要解决的课题

如上述专利文献1所记载的那样，通过执行缩小目标变速速度与实际变速速度的偏差的第2反馈控制，与执行缩小目标变速比与实际变速比的第1反馈控制的情况相比，能够提高变速比控制的控制响应性。但是，即使在执行第2反馈控制的情况下，在变速比控制开始时，为了使目标变速速度与实际变速速度的偏差仅缓慢增大，仅缓慢增大控制量，可能变速比控制开始时的变速致动器的动作延迟，阻碍线性变速控制。并且变速致动器产生的推力的形状(方向或大小)与控制量的形状(方向或大小)并不类似，因此有可能变速控制变得不连续、不稳定。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，当对变速器的变速比进行反馈控制时，提前检测目标值与实际值的偏差的产生，从而能够执行线性变速控制。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，根据本发明提出了一种变速控制装置，该变速控制装置具备计算反馈控制量的变速比控制单元，所述反馈控制量使变速器的输入转速和输出转速之间的实际变速比与目标变速比一致，所述变速控制装置的第1特征在于，所述控制量计算单元根据所述实际变速比的变化加速度相对于所述目标变速比的变化加速度的偏差，计算所述反馈控制量。

另外，根据本发明提出了一种变速控制装置，除了所述第1特征，其第2特征在于，所述变速器是如下的环型无级变速器，该环型无级变速器具备：输入盘；输出盘；夹持于所述输入盘与所述输出盘之间的一对动力辊；支承所述一对动力辊的一对耳部；以及与所述一对耳部连接的一对液压致动器，该环型无级变速器通过所述一对液压致动器彼此反向地驱动所述一对耳部，使所述一对动力辊绕耳轴摆动而使与所述输入盘和所述输出盘接触的接触点的位置变化，由此变更变速比。

另外，根据本发明提出了一种变速控制装置，除了所述第2特征，其第3特征在于，所述控制量计算单元计算所述一对耳部的摩擦力，并计算补偿所述摩擦力的一部分的前馈控制量，将所述前馈控制量与所述反馈控制量相加并输出。

另外，根据本发明提出了一种变速控制装置，除了所述第3特征，其第4特征在于，所述控制量计算单元根据挤压力、所述一对耳部的滑动部的摩擦系数以及所述变速器的变速比中的至少一个计算所述摩擦力，其中，所述挤压力是所述输入盘与所述输出盘夹持所述一对动力辊的力。

此外，实施方式的环型无级变速器T与本发明的变速器对应，实施方式的电子控制单元U与本发明的控制量计算单元对应。

发明的效果

根据本发明的第1特征，计算使变速器的输入转速和输出转速之间的实际变速比与目标变速比一致的反馈控制量的变速控制单元，根据实际变速比的变化加速度相对于目标变速比的变化加速度的偏差，计算反馈控制量，因此，与根据实际变速比相对于目标变速比的偏差计算反馈控制量的情况、根据实际变速比的变化速度相对于目标变速比的变化速度的偏差计算反馈控制量的情况相比，不仅能够提高控制响应性，通过提前检测目标值与实际值的偏差的产生而进行反馈，与以往相比，还能够进行线性变速控制。

根据本发明的第2特征，环型无级变速器通过一对液压致动器彼此反向地驱动一对耳部，使一对动力辊绕耳轴摆动而使与输入盘和输出盘接触的接触点的位置变化，由此变更变速比。在该环型无级变速器中，在变更变速比时，耳部从中立位置被向一方向驱动，若变速比变更结束，则耳部朝向中立位置被向另一方向驱动。为了驱动耳部，液压致动器输出的推力的形状(方向或大小)与实际变速比的变化加速度相对于目标变速比的变化加速度的偏差的形状(方向或大小)类似，因此通过在环型无级变速器中应用本控制，能够使该变速控制更加稳定。

此外，根据本发明的第3特征，控制量计算单元计算一对耳部的摩擦力，并且计算补偿一部分摩擦力的前馈控制量，将前馈控制量与反馈控制量相加并输出，因此，利用前馈控制量补偿耳部的摩擦力而提高控制响应性，同时能够避免前馈控制量变得过大而无意中被变速比控制的事态。

另外，根据本发明的第4特征，控制量计算单元根据输入盘与输出盘夹持一对动力辊的挤压力、一对耳部的滑动部的摩擦系数以及变速器的变速比中的至少一个计算摩擦力，因此能够以良好的精度计算摩擦力。

附图说明

图1是环型无级变速机构的概略图。(第1实施方式)

图2是图1的主要部位放大图。(第1实施方式)

图3是沿图2的3-3线的剖视图。(第1实施方式)

图4是变速比的控制系统的框图。(第1实施方式)

图5是表示变速比、变速速度、变速加速度、变速加速度的偏差以及控制量的变化特性的时序图。(第1实施方式)

图6是变速加速度偏差的形状和变速致动器的必需推力的形状的说明图。(第1实施方式)

标号说明

15：输入盘；

16：输出盘；

18：耳轴；

19：动力辊；

21：耳部；

27：液压致动器；

T：环型无级变速器(变速器)；

U：电子控制单元(控制量计算单元)

具体实施方式

下面，基于图1～图6对本发明的实施方式进行说明。

第1实施方式

如图1所示，用于汽车的环型无级变速器T具备经由减振器12与发动机E的曲轴11连接的输入轴13，在输入轴13上支承有实质上结构相同的第1无级变速机构14F和第2无级变速机构14R。第1无级变速机构14F具备：大致圆锥状的输入盘15，其固定于输入轴13；大致圆锥状的输出盘16，其以相对旋转自如且轴向滑动自如的方式支承于输入轴13；以及一对动力辊19、19，它们以绕辊轴17旋转自如的方式支承于辊轴17，并以绕耳轴18、18倾转自如的方式支承于耳轴18、18，并能够与输入盘15和输出盘16抵接。输入盘15和输出盘16的对置面由环形曲面构成，当动力辊19、19绕耳轴18、18倾转时，动力辊19、19相对于输入盘15和输出盘16的接触点变化。

第2无级变速机构14R实质上与所述第1无级变速机构14F以夹着驱动齿轮20的方式面对称地配置，第1、第2无极变速机构14F、14R的输出盘16、16和驱动齿轮20形成为一体。但是，第1无级变速机构14F的输入盘15固定安装于输入轴13，与此相对，第2无级变速机构14R的输入盘15以不能相对旋转但能够轴向移动的方式相对于输入轴13花键结合，并以滑动自如的方式与形成于输入轴13的左端的缸35嵌合。因此，当向缸35的内部的油室36提供液压时，第2无级变速机构14R的输入盘15和第1、第2无级变速机构14F、14R的输出盘16、16被朝向第1无级变速机构14F的输入盘15挤压，从而能够产生抑制输入盘15、15和输出盘16、16与动力辊19……之间的滑动的载荷。

根据图2和图3可以明确，第1无级变速机构14F(或第2无级变速机构14R)具备以夹着输入轴13的方式配置的左右一对耳部21、21，各耳部21的下部通过滚柱轴承23以旋转自如且上下滑动自如的方式支承于下部支承板22。另外，弯曲成曲柄状的枢轴24的一端以旋转自如的方式支承于各耳部21，并且，动力辊19以旋转自如的方式支承于枢轴24的另一端。

设于液压控制块25、26的一对液压致动器27、27的活塞杆28、28分别一体地形成在耳部21、21的下端。各液压致动器27由以下部件构成：缸29，其形成于液压控制块25；活塞30，其与活塞杆28一体地形成，并以滑动自如的方式嵌合于缸29；増速用油室31，其被划分为活塞30的下侧；以及减速用油室32，其被划分为活塞30的上侧。

共计4根耳部21……的上端通过各球面接头33……枢轴支承于上部支承板34的四角，当2根耳部21、21向上移动、另2根耳部21、21向下移动时，该动作同步。

变速控制阀43连接有输出高压的PH压的PH液压源44和输出低压的PL压的PL液压源45。另外，变速控制阀43经由油路46连接有两个增速用油室31、31，同时经由油路47连接有两个减速用油室32、32。

因此，当增速用油室31被提供高压的PH压而减速用油室32被提供低压的PL压时，活塞30和活塞杆28上升，相反地，当减速用油室32被提供高压的PH压而增速用油室31被提供低压的PL压时，活塞30和活塞杆28下降。由此，第1、第2无级变速机构14F、14R的各一对耳部21、21彼此反向地被驱动。

接着，对第1无级变速机构14F的作用进行说明。

当利用变速控制阀43将PH液压源44与减速用油室32、32连接，将PL液压源45与增速用油室31、31连接时，液压致动器27、27动作，一对耳部21、21中的一个从中立位置上升，另一个从中立位置下降。其结果是，动力辊19、19向图1的箭头a方向倾转，与输入盘15接触的接触点相对于输入轴13向径向外侧移动，并且，与输出盘16接触的接触点相对于输入轴13向径向内侧移动，因此，输入盘15的旋转增速，被传递至输出盘16，环型无级变速器T的变速比连续减小。

相反地，当利用变速控制阀43将PH液压源44与减速用油室32、32连接，将PL液压源45与增速用油室31、31连接时，液压致动器27、27动作，一对耳部21、21中的一个从中立位置下降，另一个从中立位置上升。其结果是，动力辊19、19向图1的箭头b方向倾转，与输入盘15接触的接触点相对于输入轴13向径向内侧移动，并且，与输出盘16接触的接触点相对于输入轴13向径向外侧移动，因此，输入盘15的旋转减速，被传递至输出盘16，环型无级变速器T的变速比连续增大。

如上所述，利用液压致动器27、27对一对耳部21、21从中立位置彼此反向地进行驱动，由此，变速比向目标变速比变化。并且，当变速比达到目标变速比时，利用液压致动器27、27使一对耳部21、21返回至中立位置，并且使液压致动器27、27的推力与动力辊19、19从输入盘15和输出盘16受到的反作用力平衡，由此维持了所述目标变速比。

第2无级变速机构14R的作用与上述第1无级变速机构14F的作用相同，第1、第2无级变速机构14F、14R同步地发挥变速作用。因此，从发动机E的曲轴11向输入轴13输入的驱动力以环型无级变速器T的变速比范围内的任意变速比无级地变速，并从驱动轴20被输出。

接下来，基于图4对环型无极变速器T的控制系统进行说明。

控制环型无级变速器T的变速比的电子控制单元U具备目标变速比决定部M1、目标变速速度决定部M2、目标变速加速度决定部M3、变速加速度反馈PID控制部M4、变速加速度反馈执行判断部M5、耳部摩擦力计算部M6以及变速比维持推力计算部M7。

目标变速比决定部M1根据输入盘15的转速、输出盘16的转速、车速、油门踏板开度等计算环型无级变速器T的目标变速比。目标变速速度决定部M2计算目标变速速度，该目标变速速度是由目标变速比决定部M1计算出的目标变速比的时间变化率。目标变速加速度决定部M3计算目标变速加速度，该目标变速加速度是由目标变速速度决定部M2计算出的目标变速速度的时间变化率。

减法器51从由目标变速加速度决定部M3计算出的目标变速加速度中减去根据输入盘15的转速和输出盘16的转速计算出的实际变速加速度，由此计算变速加速度的偏差。变速加速度反馈PID控制部M4对从减法器51输入的变速加速度的偏差进行PID处理，计算用于使所述偏差收敛于零的PID反馈控制量。此时，能够根据后述的耳部21、21的摩擦力、环型无级变速器T的油的温度、环型无级变速器T的变速比等，替换PID增益。

另外，变速加速度反馈执行判断部M5判断是否可以执行基于变速加速度的反馈控制，仅在可行的情况下允许执行变速加速度反馈PID控制部M4的变速控制。例如，发动机转速为怠速转速以下的情况下，由于油泵产生的管路压力不充分，因此，实际变速比变得难以追随目标变速比，反馈控制量增加，因此管路压力更加不足，控制变得不稳定。在这样的情况下，基于变速加速度的反馈控制不能切实地执行，因此，该执行被禁止。

耳部摩擦力计算部M6根据输入盘15和输出盘16夹持动力辊19、19的载荷、耳部21、21的滑动部的摩擦系数、环型无级变速器T的变速比等，计算相当于耳部21、21移动时的摩擦力的控制量。耳部摩擦力计算部M6计算出的相当于摩擦力的控制量在加法器52中被加在变速加速度反馈PID控制部M4输出的PID反馈控制量中。

变速比维持推力计算部M7为了维持变速比恒定，计算相当于液压致动器27、27应产生的推力的控制量。该控制量是根据从发动机E输入至环型无级变速器T的扭矩、动力辊19、19的倾转角、环型无级变速器T的各个规格等计算出的。并且，变速比维持推力计算部M7计算出的相当于液压致动器27、27的推力的控制量在加法器53中被加在所述加法器52输出的控制量后，利用滤波器54除去噪声成分，控制向液压致动器27、27提供液压的流量控制阀的开度。

接下来，基于图5对环型无极变速器T的控制系统的功能进行进一步说明。

图5的(A)的点划线是由映射图等得到的目标变速比的一个例子。由映射图等得到的目标变速比与控制的开始同时地急剧变化，如图5的(A)虚线所示，是考虑了过渡特性而将所述目标变速比(参照点划线)调整得到的，但作为实际的目标变速比使用。图5的(A)的实线是通过本控制最终得到的实际变速比的变化特性。

目标变速速度决定部M2根据由目标变速比决定部M1计算出的目标变速比(参照图5的(A)的虚线)，计算目标变速速度。如图5的(B)的虚线所示，当控制开始时，目标变速速度急剧上升，由此迅速使变速致动器27、27动作，从而能够提高控制响应性。另外，当控制结束时，目标变速速度与控制开始时相比缓慢恢复，由此防止了实际变速比相对于目标变速比超调的情况。实线所示的实际变速速度稍稍延迟地追随虚线所示的目标变速速度。

目标变速加速度决定部M3计算目标变速加速度(参照图5的(C)的虚线)和实际变速加速度(参照图5的(C)的实线)，其中，所述目标变速加速度是由目标变速速度决定部M2计算出的目标变速速度的时间变化率，实际变速加速度是实际变速速度的时间变化率。实线所示的实际变速速度稍稍延迟地追随虚线所示的目标变速加速度。

图5的(D)表示由变速加速度反馈PID控制部M4计算的、目标变速加速度相对于实际变速加速度的偏差，当控制开始时大幅度产生负的偏差，之后小幅度产生正的偏差，当控制结束时稍大幅度产生正的偏差，之后稍微产生负的偏差。

图5的(E)表示从图5的(D)所示的偏差加上变速加速度反馈PID控制部M4计算出的PID反馈控制量和相当于耳部摩擦力计算部M6计算出的耳部21、21的摩擦力的反馈控制量后的控制量。此处，变速比维持推力计算部M7计算出的相当于液压致动器27、27应产生的推力的反馈控制量的相加被省略。阴影部分表示实质的相当于摩擦力的控制量，实际上相加的控制量设定为比实质的相当于摩擦力的控制量小一些。

如上所述，电子控制单元U控制变速控制阀43的开度的控制量是以下几个量的相加值：对变速加速度的偏差进行PID处理而计算出的PID反馈控制量；相当于耳部21、21的摩擦力的反馈控制量；用于维持变速比恒定的相当于液压致动器27、27应产生的推力的控制量。因此，通过PID反馈控制量，耳部21、21克服了摩擦力和动力辊19、19的反作用力而移动，环型无级变速器T的变速比被变更。

此时，由于根据变速加速度的偏差计算PID反馈控制量，因此，能够使控制开始时的偏差(参照图5的(D)的a部)大幅度产生，由此，与根据变速比的偏差或变速速度的偏差计算PID反馈控制量的情况相比，不仅能够提高控制响应性，通过提前检测偏差的产生而进行反馈，与以往相比，还能够进行线性变速控制。

此外，在PID反馈控制量中加上相当于耳部21、21的摩擦力的反馈控制量和用于抵消来自动力辊19、19的反作用力而维持变速比的、相当于液压致动器27、27应产生的推力的反馈控制量，输出最终的控制量，因此，不受耳部21、21的摩擦力和来自动力辊19、19的反作用力的影响，能够以良好的精度控制变速比。

此时，将相当于耳部21、21的摩擦力的反馈控制量设定得比相当于实际的摩擦力的值小一些(参照图5的(E))，因此，能够避免前馈控制量变得过大而无意中被变速比控制的事态。

图6的时序图示意性地表示目标变速比、目标变速速度、目标变速加速度、变速加速度偏差、变速中所需的耳部21、21的冲程以及耳部21、21的冲程所需的液压致动器27、27的推力的变化。在环型无级变速器T中，必须在变速控制开始时将液压致动器27、27向一方向驱动，在变速控制结束时将液压致动器27、27向另一方向驱动。

根据该图可以明确，变速加速度偏差的线的形状与变速中所需的液压致动器27、27的推力的线的形状类似，当控制开始时前者和后者均向一方向变化(图中向下方)，当控制结束时前者和后者均向另一方向(图中向上方)变化。变速加速度偏差与PID反馈控制量直接相关，PID反馈控制量与液压致动器27、27的推力直接相关。因此，该变速加速度偏差的线的形状与变速中所需的液压致动器27、27的推力的线的形状类似，由此，如果在环型无级变速器T中应用本控制，则能够使变速控制更加稳定。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明能够在不脱离其要点的范围内适当地进行各种设计变更。

例如，本发明的变速器并不限定于实施方式的环型无级变速器T，也可以是带式无级变速器那样的其它类型的变速器。

Claims

1.一种变速控制装置，该变速控制装置具备变速比控制单元(U)，该变速比控制单元(U)计算使变速器(T)的输入转速和输出转速之间的实际变速比与目标变速比一致的反馈控制量，

所述变速控制装置的特征在于，

所述控制量计算单元(U)根据所述实际变速比的变化加速度相对于所述目标变速比的变化加速度的偏差，计算所述反馈控制量。

2.根据权利要求1所述的变速控制装置，其特征在于，

所述变速器(T)是如下的环型无级变速器，该环型无级变速器具备：

输入盘(15)；

输出盘(16)；

夹持于所述输入盘(15)与所述输出盘(16)之间的一对动力辊(19)；

支承所述一对动力辊(19)的一对耳部(21)；以及

与所述一对耳部(21)连接的一对液压致动器(27)，

该环型无级变速器通过所述一对液压致动器(27)彼此反向地驱动所述一对耳部(21)，使所述一对动力辊(19)绕耳轴(18)摆动而使与所述输入盘(15)和所述输出盘(16)接触的接触点的位置变化，由此变更变速比。

3.根据权利要求2所述的变速控制装置，其特征在于，

所述控制量计算单元(U)计算所述一对耳部(21)的摩擦力，并计算补偿所述摩擦力的一部分的前馈控制量，将所述前馈控制量与所述反馈控制量相加并输出。

4.根据权利要求3所述的变速控制装置，其特征在于，

所述控制量计算单元(U)根据挤压力、所述一对耳部(21)的滑动部的摩擦系数以及所述变速器(T)的变速比中的至少一个计算所述摩擦力，其中，所述挤压力是所述输入盘(15)与所述输出盘(16)夹持所述一对动力辊(19)的力。