CN105247252A - 带式无级变速器的液压控制装置 - Google Patents

带式无级变速器的液压控制装置 Download PDF

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Abstract

目的在于通过由开闭阀构成的供给阀和排出阀,在控制绕挂有带的带轮的液压室的液压时提高控制的稳定性。构成为,在随着向其中一个液压室供给液压另一液压室的液压增大的情况下,使与另一液压室连通的供给阀的控制量小于在除另一液压室的液压随着向一个液压室供给液压而增大的情况以外的其他情况下基于偏差求出的控制量,并且在随着从一个液压室排出液压而另一液压室的液压下降的情况下,使与另一液压室连通的排出阀的控制量小于在除另一液压室的液压随着从一个液压室排出液压而下降的情况以外的其他情况下基于偏差求出的控制量。

Description

带式无级变速器的液压控制装置
技术领域
本发明涉及以通过液压来控制变速比、传递转矩容量等的变速器为对象的液压控制装置,尤其是涉及以通过使绕挂有带的一对带轮的带绕挂槽的宽度变化而使变速比连续地变化的带式无级变速器为对象的液压控制装置。
背景技术
在变速器的变速比通过变更转矩的传递路径、转矩的传递点来切换、而且在转矩的传递路径上配置有摩擦接合要素的变速器中,通过摩擦接合要素的接合力来决定变速器整体的传递转矩容量。以往,已知有通过液压进行这样的变速比的切换、传递转矩容量的设定的变速器,其一例记载在日本特开2011-163508号公报中。
日本特开2011-163508号公报记载的变速器为带式无级变速器,绕挂有带的驱动带轮(主带轮)和从动带轮(副带轮)分别由固定绳轮和相对于该固定绳轮接近或分离来变更带绕挂槽的宽度的可动绳轮构成。在上述主带轮及副带轮设有用于向各个可动绳轮施加推力的液压室,在各个液压室连接有用于供给液压源的液压的供给阀和将液压向泄放部位排出的排出阀。并且,将与一个带轮(例如主带轮)连通的供给阀打开而供给液压,由此主带轮的槽宽缩窄而带的绕挂半径增大,从而产生升档,而且反之打开排出阀而从主带轮排出液压,由此槽宽变宽而带的绕挂半径减小,从而产生降档。相对于此,当打开与另一带轮(例如副带轮)连通的供给阀而向副带轮供给液压时,夹紧带的夹压力增大而传递转矩容量增大,而且反之打开排出阀而从副带轮排出液压,由此夹紧带的夹压力下降而传递转矩容量减小。
此外,在日本特开2011-163508号公报中记载有能够用作上述的供给阀或排出阀的平衡活塞式的电磁阀。该电磁阀将针状或轴状的阀芯一体化的活塞在缸体部的内部收容成能够沿轴线方向前后移动,在收容该阀芯的油室形成有与高压部连通的流入端口和与低压部连通的流出端口,通过上述阀芯与流出端口的上述油室侧的开口端即阀座抵碰而成为关闭状态。而且,上述油室和隔着活塞与该油室相反的一侧的油室(以下,暂记为控制油室)经由具有控制节流孔的连通路而连通。而且,该控制油室与上述低压部连通,设有将该控制油室相对于低压部进行开闭的控制电磁元件。因此,通过对该控制电磁元件进行打开控制而控制油室的液压下降,其结果是,活塞向控制油室侧后退而阀芯从阀座分离,从而打开,而且通过对控制电磁元件进行关闭控制而控制油室的液压升高,活塞向阀座侧前进,阀芯与阀座抵碰而将流出端口密闭,从而关闭。
上述的日本特开2011-163508号公报记载的供给阀及排出阀是通过通电而打开、而且开度根据其电流值而变化但是不特别具备控制压力的功能的阀,因此变速比、带夹压力(传递转矩容量)通过对供给阀及排出阀进行反馈控制而被控制。例如,基于目标变速比与实际变速比的偏差来求出关于驱动带轮的液压室的压力差,基于该压力差和控制增益来求出供给阀或排出阀的控制量。同样,副带轮的液压室的液压根据基于油门开度等驱动要求量的目标液压与实际液压的压力差和预定的控制增益来求出供给阀或排出阀的控制量,根据该控制量而对供给阀或排出阀进行开闭控制。
由带式无级变速器设定的变速比通常作为驱动带轮与从动带轮的转速比被求出,但是各个转速由于车辆行驶中的各种要因而稍微变化。而且同样,副带轮的液压室的液压即带夹压力由于转速的变化、源压的变化等而继续稍微变化。因此,向各带轮的液压室大致始终供给或者排出些许的液压。并且,例如当主带轮的液压室的液压变化时,该固定绳轮与可动绳轮的间隔即带的绕挂半径变化,因此在副带轮中,以使该带绕挂半径变化的方式将带绕挂槽的宽度扩张或缩窄。即,副带轮的可动绳轮沿轴线方向移动,因此该液压室的液压增大或下降。其结果是,与该液压室连通的供给阀或排出阀为了将副带轮的液压室的液压设定为目标液压而被进行开闭控制。
这样在带式无级变速器中,驱动带轮的液压室的液压的变化会给副带轮的液压室的液压的变化造成影响。这在使带夹压力的控制用的副带轮的液压室的液压变化的情况下也同样,当使副带轮的液压室的液压增大或下降时,受到其影响,主带轮的液压室的液压发生变化。因此,当变速比的控制用的液压的变化与带夹压力的控制用的液压的变化重叠产生时,液压过度地变化,存在产生液压的变动的可能性。这样的状态在由上述的平衡活塞式阀以外的开闭阀构成前述的供给阀、排出阀的情况下也同样产生。在图21中以线图示出了如下状况:在平缓地稍降档、且为了将夹压力维持为大致恒定而以将副带轮的液压室的液压维持为大致恒定的方式进行控制的过程中,在执行了升档的情况下,副带轮的液压室的液压较大地变化。在升档时以扩大主带轮的槽宽的方式增大液压室的液压,伴随于此强制性地扩大副带轮的槽宽,因此由于副带轮的液压室的容积的减小而副带轮的液压室的液压增大,并且与之不同地通过夹压力控制经由供给阀向副带轮的液压室供给液压。因此,如图21所示,在升档刚开始之后,副带轮的液压室的液压较大地脉动,从而产生变动。
发明内容
本发明着眼于上述的技术课题而作出,目的在于提高以通过开闭式的阀来控制绕挂带的带轮的液压室的液压的方式构成的液压控制装置的控制稳定性。
为了实现该目的,本发明涉及一种带式无级变速器的液压控制装置,构成为,绕挂有带的一对带轮分别具备:使减小绕挂带的槽宽的方向的推力随着液压的增大而增大的液压室,随着向其中一个液压室供给液压另一液压室的液压增大,且随着从上述一个液压室排出液压上述另一液压室的液压下降,在供给液压时打开的供给阀和在排出液压时打开的排出阀分别与各上述液压室连通地设置,上述带式无级变速器的液压控制装置基于上述液压室的目标液压与实际液压的偏差而对上述供给阀及排出阀进行反馈控制,使得各上述液压室的液压成为目标压,上述带式无级变速器的液压控制装置的特征在于,构成为,在随着向其中一个液压室供给液压另一液压室的液压增大的情况下,使与上述另一液压室连通的上述供给阀的控制量小于在除上述另一液压室的液压随着向上述一个液压室供给液压而增大的情况以外的其他情况下基于上述偏差求出的控制量,并且在随着从上述一个液压室排出液压上述另一液压室的液压下降的情况下,使与上述另一液压室连通的上述排出阀的控制量小于在除上述另一液压室的液压随着从上述一个液压室排出液压而下降的情况以外的其他情况下基于上述偏差求出的控制量。
在本发明中,可以是,减小上述控制量的控制包括:使预先规定的控制增益减小的控制。
在本发明中,该控制增益可以是:液压油的温度低时的值设定得比液压油的温度高时的值大的控制增益、或者向上述供给阀或上述排出阀供给的供给压高时的值设定得比上述供给压低时的值小的控制增益。
而且,在本发明中,可以是,减小上述控制量的控制包括:将基于上述偏差求出的控制量设为零的控制。
可以是,本发明中的上述一个液压室是为了改变变速比而供给及排出液压的、设于一个带轮的液压室,上述另一液压室是为了设定带夹压力而供给及排出液压的、设于另一带轮的液压室,本发明可以构成为,在预先规定的预定时间内的变速比的变化量在预先规定的基准范围以内的情况下,禁止减小关于与上述另一液压室连通的供给阀及排出阀的控制量的控制。
而且,本发明可以构成为,在使上述控制量以减小的方式变化的情况下,或者在通过解除使上述控制量减小的控制而使减小后的上述控制量增大的情况下,使控制量的变化以预先规定的预定的斜率变化。
并且,可以是,本发明的供给阀和排出阀中的至少任一阀由平衡活塞式阀构成,上述平衡活塞式阀具备:缸体部,将活塞收容成能够前后移动;第一油室和第二油室,由该活塞进行划分并形成于上述缸体部的内部;控制节流孔,将上述第一油室与第二油室连通;流入端口,以与预定的高压部连通的方式形成于上述第一油室;流出端口,以与预定的低压部连通的方式形成于上述第一油室;阀芯,以对上述流入端口和流出端口的其中一方进行开闭的方式与上述活塞一体化;及控制电磁阀,选择性地使上述第二油室与上述低压部连通。
在本发明中,能够构成为抑制液压油的粘度的影响,例如,可以是,上述控制电磁阀构成为开度根据控制量进行变化,通过上述控制电磁阀打开而形成的节流部构成为,随着液压油的粘度增大而产生的流动阻力的增大量大于上述控制节流孔处的流动阻力的增大量,并且,上述带式无级变速器的液压控制装置具备控制量设定单元,上述控制量设定单元将上述控制电磁阀的控制量设定成上述液压油的温度为预定温度时的上述开度与上述液压油的温度高于上述预定温度时的上述开度相比变大的控制量。
在这种情况下,可以是,上述控制电磁阀包括上述控制量越大则开度越大的阀,上述控制量设定单元包括:使上述控制电磁阀的控制量在上述液压油的温度为预定温度时与上述液压油的温度高于上述预定温度时相比增大的单元。
或者,可以是,上述控制电磁阀包括上述控制量越大则开度越小的阀,上述控制量设定单元包括:使上述控制电磁阀的控制量在上述液压油的温度为预定温度时与上述液压油的温度高于上述预定温度时相比减小的单元。
在本发明中,能够向平衡活塞式阀装入用于降低液压油的粘度变动所产生的影响的结构。例如,可以是,上述控制电磁阀构成为,上述控制电磁阀通过利用电磁力沿轴线方向移动的阀芯被按压于与上述第二油室连通的端口的开口端部而关闭,上述控制电磁阀通过上述阀芯离开上述端口的开口端部并产生供液压油流动的间隙而打开,在上述连通路的一部分设有特性调整部,上述特性调整部使上述连通路中的液压油的流量与温度之间的关系接近于上述控制电磁阀打开而在上述阀芯与上述端口的开口端部之间流动的液压油的流量与该液压油的温度之间的关系。
该特性调整部可以是开口面积比上述连通路的流路截面积小且长度比开口直径长的油孔。
而且,本发明的液压控制装置能够构成为抑制供给压的变动所产生的影响。例如,可以是,上述控制电磁阀构成为开度根据控制量进行变化,上述带式无级变速器的液压控制装置具备其他控制量设定单元,上述其他控制量设定单元对向上述第一油室供给的供给压高于预先规定的基准压力时的上述控制量进行设定,使得上述向上述第一油室供给的供给压高于预先规定的基准压力时的上述开度比上述向上述第一油室供给的供给压低于预先规定的基准压力时的上述开度小。
在这种情况下,可以是,上述控制电磁阀构成为,基于上述液压室的目标压与实际压的偏差而被进行反馈控制,上述其他控制量设定单元包括以下单元中的任一单元:使上述控制电磁阀的反馈控制增益减小的单元、对上述液压室的目标液压与检测出的实际液压的偏差进行减小校正的单元、及对基于上述液压室的目标液压与检测出的实际液压的偏差而求出的上述控制量进行校正的单元。
并且,本发明的液压控制装置可以具备:保护设定单元,基于上述液压室的液压的目标值与实际值的偏差来设定上述阀芯的向打开方向的行程量的限制值;及限制单元,对上述控制电磁阀的控制量进行限制,使得上述阀芯的行程量在上述限制值以下。
在这种情况下,可以是,上述阀芯构成为,通过向上述控制电磁阀通电流而向打开方向移动,上述带式无级变速器的液压控制装置还具备行程量计算单元,上述行程量计算单元根据上述控制电磁阀的指示电流值和上述控制电磁阀的电流指示时间而求出该阀芯的行程量。
而且,可以是,上述带式无级变速器的液压控制装置还具备行程量计算单元,上述行程量计算单元基于上述液压室的液压的变化量而求出上述阀芯的行程量。
根据本发明的液压控制装置,向一个带轮的液压室供给预定的液压而将绕挂带的槽宽设定为预定的宽度,由此设定与该槽宽对应的变速比,在该状态下向另一带轮的液压室供给液压而设定夹紧带的夹压力,由此带与各带轮以与该夹压力对应的接触压接触而设定预定的传递转矩容量。上述液压室的液压通过对与它们分别连通的供给阀及排出阀进行开闭控制来控制,在这种情况下,这些供给阀及排出阀的控制通过基于液压室的液压的目标值与实际值的偏差的反馈控制来进行。并且,在随着向一个液压室供给液压另一液压室的液压增大的情况下,向该另一液压室供给液压的供给阀的控制量比除此以外的情况的控制量小。减小该控制量的控制通过将基于上述偏差求出的控制量设为零来进行,或者通过使控制增益比预先设定的值小来进行。因此,上述另一液压室的液压通过另一液压室的液压的增大而增大的情况与通过经由供给阀供给的液压而增大的情况的重叠降低或消除,其结果是,能够抑制或消除液压的超程、变动,能够使液压控制稳定。
而且同样,在随着从一个液压室排出液压另一液压室的液压下降的情况下,从该另一液压室排出液压的排出阀的控制量比除此以外的情况的控制量小。减小该控制量的控制通过将基于上述偏差而求出的控制量设为零来进行,或者通过使控制增益比预先设定的值小来进行。因此,上述另一液压室的液压通过另一液压室的液压的下降而下降的情况与经由排出阀排出液压而下降的情况的重叠降低或消除,其结果是,能够抑制或消除液压控制的超程、变动,能够使液压控制稳定。
若根据油温或供给压而如上所述使该控制增益变化,则能够消除或抑制液压油的粘度、供给压的影响所引起的控制精度的下降或不稳定性。
而且,在本发明的液压控制装置中,在变速比的预定时间内的变化量比基准量小的情况下,禁止减小上述控制量的控制。变速比的预定时间内的变化量换言之变速速度小的情况下的一个液压室的液压的变化对另一液压室的液压的影响小,反之要求追随各液压室的液压的略微的变化而进行液压的供排。在变速速度小的状态下,上述控制量不会特别减小,因此能够进行稳定的液压控制。
而且,在本发明中,减小供给阀或排出阀的控制量的控制在上述特定的控制状态下实施,因此根据这样的控制状态的成立或不成立而减小控制量,或者返回到原来的控制量,但是这样的控制量的变化以预定的斜率执行。因此,能够避免或抑制在控制量的切换时产生控制变动等事态而提高控制的稳定性。
并且,根据本发明,在为了使电磁阀小型化而由平衡活塞式阀构成供给阀或排出阀的情况下,也能够进行稳定的液压控制。
而且,另一方面,根据本发明的液压控制装置,在液压油的粘度增大的情况下,与液压油的粘度小的情况相比,变更上述控制电磁阀的控制量而使其开度增大,因此即使在液压油的粘度增大的情况下,也能够将在控制电磁阀的节流部中流动的液压油的量确保为与粘度低的情况相同的程度。其结果是,在对控制电磁阀进行打开控制的情况下在该节流部和控制节流孔中流动的液压油的量在液压油的粘度小的情况下与液压油的粘度大的情况下未产生大的差别,控制电磁阀的控制量与平衡活塞式阀的开度或流量的关系在液压油的粘度下不会变动。因此,根据本发明的液压控制装置,能够防止或抑制变速器的控制性因液压油的粘度或油温而变化等控制性恶化的情况,或者能够提高变速器的控制性。
而且,在本发明的液压控制装置中,平衡活塞式阀通过利用其第一油室与第二油室的压力差使活塞移动而打开。其压力差通过控制电磁阀打开而产生的阀芯与上述端口之间的间隙(即节流部)和设于上述连通路的特性调整部处的液压油的流量之差而产生。并且,在液压油的温度下降而其粘度增大的情况下,控制电磁阀打开而产生的节流部的流动阻力增大,其流量和温度的关系与上述连通路的流量和温度的关系通过在连通路上设置上述特性调整部而近似或相等。因此,即使产生与油温的变化相伴的液压油的粘度的变化,控制电磁阀打开而从第二油室流出的液压的量与通过连通路向第二油室流入的液压油的量的关系也相同或近似。即,根据本发明的液压控制装置,不会产生或抑制油温的下降、与之相伴的粘度的增大的影响,因此能够防止或抑制控制性恶化的情况,或者能够提高变速器的控制性。
根据本发明的液压控制装置,在对第一油室的供给压比基准压力高的情况下,供给压高的状态下的控制电磁阀的控制量成为设定比供给压低的状态下的上述开度小的上述开度的控制量。因此,控制电磁阀的控制量如上所述进行设定而抑制液压从第二油室的排出量,由此,即使供给压高,对控制电磁阀进行打开控制时的第一油室与第二油室的压力差也不会特别变大。即,对上述液压室的液压的供给或液压的排出不会受到供给压为高压力的影响,或者能抑制其影响,因此能够进行稳定的液压控制。
根据本发明的液压控制装置,向平衡活塞式阀的控制电磁阀通电而进行打开控制,当使第二油室与低压部连通时,从第二油室排压,并通过控制节流孔限制从高压部对第二油室的液压的供给,因此第一油室与第二油室的液压产生压力差,其结果是,将活塞及与其一体的阀芯向第二油室侧按压的力即打开方向的力大于关闭方向的力时,阀芯与活塞一起向第二油室侧后退而打开。限制控制电磁阀的控制量以使这样后退移动的阀芯的行程量成为保护值以下,不会发生阀芯超过保护值而后退移动的情况。该保护值基于液压的控制对象部位即液压室的目标液压与实际液压的偏差来设定,因此阀芯进行后退移动产生的开度相对于该偏差不会过度变大,其结果是,能够防止或抑制液压室的实际液压超过目标液压而过度升高、或者相反地降低的情况。尤其是在本发明的液压控制装置中,阀芯利用隔着活塞的两侧的油室的压力差移动,即使没有通过液压特别控制其位置,也求出阀芯的行程量,并设定该行程量的保护值,因此即使以使阀芯后退移动至其整个行程范围的中途的程度的流量控制液压的情况下,即,即使流量为少量,也能够按照预期那样稳定地控制液压。
尤其是若构成为根据控制电磁阀的控制电流及电流指示时间来运算并求出阀芯的行程量,则能够不需要行程传感器等测定设备而进行控制。
而且,若构成为基于控制对象部位即液压室的液压来推定行程量,则能够提高行程量的推定精度。
附图说明
图1是用于说明通过本发明的液压控制装置执行的控制的一例的流程图。
图2是示意性地表示关于供给阀及排出阀的控制增益的各升档及各降档的值的说明图。
图3是用于说明变更了图1所示的流程图中的判断变速的内容的步骤的控制例的流程图。
图4是用于说明通过本发明的液压控制装置执行的控制的另一例的流程图。
图5是示意性地表示图4所示的控制例的关于供给阀及排出阀的控制增益的各升档及各降档的值的说明图。
图6是用于说明通过本发明的液压控制装置执行的控制的又一例的流程图。
图7是示意性地说明图6所示的控制例的关于供给阀及排出阀的控制增益的各升档及各降档的值的说明图。
图8是示意性地表示在本发明中作为对象的带式无级变速器及其液压控制回路以及控制系统的图。
图9是原理性地表示构成该供给阀或排出阀的平衡活塞式阀的结构的示意图。
图10是说明该控制节流孔与第二油室及控制压的关系的说明图。
图11是用于说明通过本发明的液压控制装置执行的控制例即降低液压油的温度或粘度的变化的影响的控制的一例的流程图。
图12是表示设定了该控制增益的与油温的关系的映射的一例的图。
图13是表示设有特性调整部的例子的剖视图。
图14是用于说明降低对控制电磁阀的供给压的变动产生的影响的例子的流程图。
图15是表示在该控制中使用的映射的一例的图。
图16是用于说明通过本发明的液压控制装置执行的、限制活塞的行程的控制的一例的流程图。
图17是用于说明基于该控制电流来求出行程量的控制的一例的流程图。
图18是示意性地表示该控制时的目标电流与实际电流的时间性变化的图。
图19是用于说明基于控制液压来求出行程量的控制的一例的流程图。
图20是示意性地表示供给压与控制压的压力差、控制流量、行程量的关系的映射的一例的图。
图21是表示随着升档而副带轮的液压室的液压过度地变动的状况的线图。
具体实施方式
在本发明中作为对象的带式无级变速器是绕挂带的一对带轮通过使绕挂该带的槽宽变化而使带相对于各带轮的绕挂半径连续变化、由此使变速比无级地变化的变速器。因此,转矩的传递通过带与带轮之间的摩擦力进行。并且,该带式无级变速器设定变速比,而且通过液压进行变化用的控制及为了使传递转矩容量成为预定的容量而带轮夹紧带的控制。为了进行这样的控制,在各带轮设置液压室,本发明的液压控制装置向这些液压室供给或排出液压。
图8示意性地示出带式无级变速器和用于设定其变速比及带夹压力的液压回路。带式无级变速器1在传递发动机等驱动力源(未图示)的转矩的驱动带轮(主带轮)2和向输出轴、输出齿轮等输出部件(未图示)输出转矩的从动带轮(副带轮)3上绕挂带4,经由该带4在各带轮2、3之间传递转矩。各带轮2、3能够变更绕挂带4的带槽宽。具体而言,主带轮2由固定绳轮2A和配置成能够相对于该固定绳轮2A接近及分离的可动绳轮2B构成,通过向设置在该可动绳轮2B的背面侧的液压室2C供给或排出的液压而使可动绳轮2B向固定绳轮2A侧移动,或者使可动绳轮2B从固定绳轮2A分离。与之相同,副带轮3由固定绳轮3A和配置成能够相对于该固定绳轮3A接近及分离的可动绳轮3B构成,通过向设置在该可动绳轮3B的背面侧的液压室3C供给或排出的液压而使可动绳轮3B向固定绳轮3A侧移动,或者使可动绳轮3B从固定绳轮3A分离。并且,通过向任一个带轮(例如副带轮3)的液压室3C供给的液压而利用各绳轮3A、3B夹紧带4,通过其夹压力来设定与带4和各绳轮3A、3B之间的摩擦力对应的传递转矩容量。而且,在此状态下,通过向另一带轮(例如主带轮2)的液压室2C供给或排出液压而使各绳轮2A、2B的间隔(槽宽)变化,来变更带4相对于各带轮2、3的绕挂半径,从而产生变速。
上述的各带轮2、3中的液压室2C、3C的液压通过适当地进行液压的供给和排出来控制。其源压是油泵或促动器等液压源5的液压,在使用油泵作为液压源5的情况下,该油泵可以是由上述驱动力源驱动的所谓机械式油泵、由电动机驱动的电动油泵。经由止回阀6而与液压源5连通的供给油路(或线压油路)7与上述的各液压室2C、3C连通,在与主带轮2的液压室2C连通的供给油路7上设置供给阀8,通过对该供给阀8进行开闭控制,向液压室2C供给液压,或切断液压的供给。而且同样,在与副带轮3的液压室3C连通的供给油路7上设置供给阀9,通过对该供给阀9进行开闭控制,向液压室3C供给液压,或切断液压的供给。此外,排出阀10与主带轮2的液压室2C连通,通过对该排出阀10进行开闭控制而从该液压室2C向预定的泄放部位排出液压,或切断液压的排出。并且,与之相同,排出阀11与副带轮3的液压室3C连通,通过对该排出阀11进行开闭控制而从该液压室3C向预定的泄放部位排出液压,或切断液压的排出。
这些供给阀8、9及排出阀10、11是被电气性地控制的电磁阀,是通过打开控制而进行液压的供给和排出、能够根据开度控制流量但是其自身没有调压功能的阀。因此,基于目标压与实际液压的压力偏差,对各供给阀8、9及排出阀10、11进行反馈控制,从而将各液压室2C、3C的液压控制成目标液压。设置得到该控制用的数据的各种传感器,若列举其例子,则设置检测作为源压的线压Pl而输出信号的线压传感器12、检测主带轮2的液压室2C的液压Ppri而输出信号的主液压传感器13、检测副带轮3的液压室3C的液压Psec而输出信号的副液压传感器14。而且,设置检测主带轮2的转速Npri而输出信号的主转速传感器15、检测副带轮3的转速Nsec而输出信号的副转速传感器16。
并且,设置用于控制上述的各供给阀8、9及排出阀10、11的电子控制装置(ECU)17。该电子控制装置17以微型计算机为主体而构成,利用输入的各种数据及预先存储的数据进行运算,将其运算的结果作为控制指令信号而输出。因此,由上述的各传感器12~16检测到的数据、即线压Pl、主带轮2的液压室2C的液压Ppri、副带轮3的液压室3C的液压Psec、各带轮2、3的转速Npri、Nsec等向该电子控制装置17输入。
在本发明的液压控制装置中,供给阀和排出阀可以是如上所述进行开闭控制而且能够控制开度的阀,作为其一例,可以由平衡活塞式阀构成。在图8所示的液压回路中,各供给阀8、9及排出阀10、11都由平衡活塞式阀构成。在图8所示的例子中,各平衡活塞式阀为同一结构,其结构参照图9进行说明。另外,在关于平衡活塞式阀的以下的说明中,关于供给阀8、9,将液压源5或线压Pl作为高压部,将液压室2C、3C作为低压部,关于排出阀10、11,将液压室2C、3C作为高压部,将泄放部位作为低压部进行说明。
在图9中,与阀芯21一体的活塞22能够前后移动地收容在缸体部23的内部。因此,缸体部23的内部由活塞22分隔成两个油室24、25,在这些油室24、25中的收容阀芯21的油室24形成有供给高压部26的液压的流入端口27和使液压朝向低压部28流出的流出端口29。另外,流出端口29形成在上述阀芯21的前端侧的端板部,通过与阀芯21抵碰而关闭流出端口29,通过阀芯21后退而打开流出端口29。而且,在隔着活塞22与收容阀芯21的油室24相反的一侧的油室25配置有将活塞22向上述流出端口29侧按压的弹簧30,而且形成有信号压端口31。该信号压端口31与上述流入端口27由具备控制节流孔32的连通路33连通。该控制节流孔32是用于向从高压部26或油室24朝油室25流动的液压油赋予节流而限制流量的结构,例如将开设有微小的贯通孔的薄板材料以横穿连通路33的方式配置而形成。另外,总之,该连通路33是用于将各油室24、25连通的结构,因此可以将活塞22沿着其轴线方向贯通而形成,或者可以形成在缸体部23的内表面。
而且,设有将配置上述的弹簧30的油室25选择性地与低压部28连通的控制电磁阀34。具体说明的话,在该油室25形成流出端口35,在该流出端口35连接控制电磁阀34。该控制电磁阀34利用弹簧37将轴状的阀芯36沿轴线方向按压,并具备产生克服该弹簧37而将阀芯36沿轴线方向拉回的电磁力的电磁线圈38。而且,在阀芯36的前端侧形成有与流出端口35连通的流入端口39,该流入端口39的开口端成为阀座,上述阀芯36的前端部与该开口端抵碰并紧贴,由此将该流入端口39密闭,而且通过阀芯36分离而打开流入端口39,并成为与对电磁线圈38的通电电流量对应的开度。而且,形成使收容阀芯36的部位与低压部28连通的流出端口40。
说明上述的平衡活塞式阀的动作的话,首先,作用在活塞22及与之一体的阀芯21上的轴线方向的力如以下所述。在图9中向右方向作用的力通过形成前述的信号压端口31的油室(以下,有时称为第二油室)25的液压Ps产生,当活塞22的受压面积为As时,朝向右方向的轴线方向力为“Ps×As”。而且,在图9中向左方向作用的力是高压部26的液压Pl和低压部28的液压Pr,因此当各自的受压面积为Am及Ar时,朝向左方向的轴线方向力为“Pl×Am+Pr×Ar”。另外,高压部26的液压Pl作用的受压面积Am是从活塞22的截面积减去阀芯21的截面积所得到的面积,而且低压部28的液压Pr作用的受压面积Ar大致为流出端口29的截面积。图9中的右方向为负方向,若忽视弹簧30的弹性力,则作用在活塞22及与之一体的阀芯21上的轴线方向力成为-Ps×As+Pl×Am+Pr×Ar。因此,向上述控制电磁阀34通电并对其进行打开控制,由此第二油室25的液压Ps下降而活塞22向第二油室25侧移动。伴随于此,阀芯21从流出端口29的开口端(即阀座)分离而开阀。即,液压油从高压部26向低压部28流动。
这样进行动作时的第二油室25的液压Ps与通过控制节流孔32从高压部26向第二油室25供给的液压油的量Qc和通过控制电磁阀34向低压部28排出的液压油的量Qs之差(Qc-Qs)成比例。其关系在图10中示意性地示出。从高压部26向第二油室25流动的液压油的流量Qc受到控制节流孔32的制约。而且,控制电磁阀34是不需要流动大量的液压油的小型的结构,由此其流入端口39打开时的开口面积小,因此从第二油室25向低压部28流动的液压油的流量Qs成为接受该部分(节流部)的节流作用而被制约后的流量。
在此,说明上述的带式无级变速器的通常状态下的基本控制。作为目标的变速比基于搭载带式无级变速器的车辆的油门开度、车速等行驶状态来求出,而且实际设定的变速可以作为主带轮2与副带轮3的转速之比来求出。基于该目标变速比与实际变速比的偏差,求出主带轮2的液压室2C的目标液压,基于该目标液压与由主液压传感器13检测到的实际液压的压力偏差,控制供给阀8或排出阀10,向液压室2C供给液压,或者从液压室2C排出液压。这种情况下的控制量(具体而言为电流)根据压力偏差和反馈控制增益求出。该控制增益与广为周知的通常的反馈控制的控制增益同样,以不产生控制的响应延迟而且不产生控制变动的方式,在设计上适当设定。而且,副带轮3的液压室3C的液压是用于设定带夹压力的液压,因此基于油门开度等车辆的驱动要求量来求出。并且,基于该目标液压与由副液压传感器14检测到的实际液压的压力偏差,控制供给阀9或排出阀11,向液压室3C供给液压,或者从液压室3C排出液压。这种情况下的控制量(具体而言为电流)根据压力偏差和反馈控制增益来求出。该控制增益与广为周知的通常的反馈控制的控制增益同样,以不产生控制的响应延迟而且不产生控制变动的方式,在设计上适当设定。
进行这样的变速比控制及夹压力控制时的各液压室2C、3C的液压不仅由于对供给阀8、9或排出阀10、11进行打开控制而变化,而且,随着使一个液压室2C(或3C)的液压变化而带4的张力变化,由此将各带轮2、3的槽宽扩张的反力变化,从而进行这样的变速比控制及夹压力控制时的各液压室2C、3C的液压变化。为了即使这样的液压的增大或下降的变化要因重叠也能够稳定地控制液压,本发明的液压控制装置进行以下说明的控制。
图1是用于说明其控制的一例的流程图,在此所示的控制例是在对副带轮3的液压室3C的液压进行反馈控制的状态下开始变速控制的情况下根据其变速的内容而使关于副带轮3的供给阀9及排出阀11的控制量与未产生变速控制的通常情况下的控制量不同的例子。该图1所示的例程每隔预定的短时间反复执行,首先,分别算出目标压Po、控制压Pr(步骤S1、S2)。这些数据的计算可以按照图1所示的顺序进行,或者可以按照与之不同的顺序进行,而且可以同时并行地进行。该目标压P0可以基于油门开度等驱动要求量或其变化率等来求出。另外,控制压Pr是副带轮3的液压室3C的液压,可以是由前述的副液压传感器14检测到的值。
接着,求出控制增益Pfb(步骤S3)。该控制增益Pfb是反馈控制的比例项、微分项或积分项的系数,以不会特别产生控制的响应延迟且不会产生控制变动等的方式预先设定。其值GAIN可以是固定值,但也可以是考虑了给通过供给阀8、9及排出阀10、11的液压油的流动造成影响的其他要因的值。例如,前述的平衡活塞式阀的控制电磁阀34开口的情况下形成于该开口部的节流部成为流路长比控制节流孔32长的节流部,在这种情况下,该节流部的流动阻力与控制节流孔32的流动阻力存在因油温而差异较大的情况。为了校正或缓和因这样的油温造成的影响,在油温比预先规定的基准温度低的情况下,控制增益Pfb可以是油温越低则设定为越大的值。而且,在前述的与高压部26相当的部分的液压(即供给压)高的情况下,与低的情况相比,将活塞22及阀芯21向打开方向按压的力增大。即,容易打开。为了校正或缓和这样的供给压的影响,在供给压比预先规定的基准压力高的情况下,控制增益Pfb可以是供给压越高则设定为越小的值。
接着,根据上述的目标压P0和控制压Pr来算出压力偏差DP(=P0-Pr)(步骤S4)。即,求出用于对上述的供给阀8、9、排出阀10、11进行反馈控制的控制偏差。而且另一方面,求出变速比变化量DLTG(步骤S5)。该变速比变化量DLTG是从本次求出的变速比的值减去上次执行图1的例程时求出的变速比的值而得到的变化量,作为“正”及“负”的值而求出。并且,这是图1的例程的一个周期时间的变速比变化量,因此与变速速度相等。另外,变速比变化量DLTG可以比上述的控制增益Pfb、压力偏差DP先求出,或者可以与它们同时并行地求出。
判断在步骤S5中求出的变速比变化量DLTG是否为“0”以上(步骤S6)。若变速比变化量DLTG为“0”以上,则变速比增大,因此产生降档,与之相反若小于“0”,则变速比减小,因此产生升档。因此,在由于产生升档而在步骤S6中作出否定判断的情况下,关于与副带轮3的液压室3C连通的供给阀9的反馈控制增益Pfbu设定为比未产生变速的通常状态下的控制增益小的值(步骤S7)。例如该控制增益Pfbu设定为“0”。该步骤S7的控制是用于减小关于供给阀9的控制量的控制,因此可以取代减小控制增益Pfbu,而将通过通常的控制增益Pfb得到的控制量乘以预定的校正系数而对该控制量进行减小校正,或者可以将压力偏差乘以预定的校正系数而对其进行减小校正,由此对关于供给阀9的控制量进行减小校正。这种情况下的控制量只要比通常时小即可,无需为“0”。
而且,关于排出阀11的反馈控制增益Pfbd设定为设计上预先规定的通常时的控制增益Pfb(步骤S8)。换言之,关于排出阀11,执行通常的反馈控制。另外,该控制增益Pfb可以是基于油温、供给压而校正后的值。
相对于此,由于产生降档而在步骤S6中作出肯定判断的情况下,关于与副带轮3的液压室3C连通的供给阀9的反馈控制增益Pfbu设定为设计上预先规定的通常时的控制增益Pfb(步骤S9)。换言之,关于供给阀9,执行通常的反馈控制。另外,该控制增益Pfb可以是基于油温、供给压而校正后的值。而且,关于与副带轮3的液压室3C连通的供给阀9的反馈控制增益Pfbd设定为比未产生变速的通常状态下的控制增益小的值(步骤S10)。例如该控制增益Pfbd设定为“0”。该步骤S10的控制是用于使关于排出阀11的控制量减小的控制,因此可以取代减小控制增益Pfbd,将通过通常的控制增益Pfb得到的控制量乘以预定的校正系数而对该控制量进行减小校正,或者可以将压力偏差乘以预定的校正系数而对其进行减小校正,由此对关于排出阀11的控制量进行减小校正。这种情况下的控制量只要比通常时小即可,无需为“0”。
若图示这样设定的关于供给阀9的反馈控制增益Pdbu和关于排出阀11的反馈控制增益Pfbd的值的升档及降档的差异,则如图2那样。另外,图2中,实线表示关于供给阀9的反馈控制增益Pfbu,虚线表示关于排出阀11的反馈控制增益Pfbd。
并且,基于该压力偏差DP、上述的控制增益Pfbu,算出供给阀9的控制量Isolu(步骤S11),或者算出排出阀11的控制量Isold(步骤S12)。这些控制量Isolu、Isold例如是电流值,该电流值与开度(或开口直径)的关系根据供给阀9或排出阀11的结构来决定,因此该关系可以预先准备为运算式、映射。因此,步骤S11、步骤S12的控制例如可以将控制增益Pfb及压力偏差DP作为参数,根据映射来算出。另外,用于算出控制量的参数必然需要上述的控制增益Pfb及压力偏差DP,但是在此基础上,也可以加入供给压Pl,或者加入手动模式、自动模式等变速模式,而且可以加入运动模式、通常模式等行驶模式等。即,可以加入以控制响应性为优先或者以控制稳定性为优先等的校正。
并且,通过上述步骤S11或步骤S12算出的控制量Isolu、Isold作为控制指令信号而输出(步骤S13),供给阀9或排出阀11被控制成与其控制量Isolu、Isold对应的开度。例如向图9所示的构成供给阀9及排出阀11的平衡活塞式阀的控制电磁阀34通电,对应于其电流而控制电磁阀34打开。
对其进行具体说明的话,在产生升档的情况下,供给阀9的控制量降低,设定为例如“0”。即,即使相对于目标液压而产生实际液压降低的压力偏差,也不进行与该压力偏差相称的液压的供给,例如完全不供给液压。然而,由于执行升档控制,主带轮2的带绕挂槽的宽度减小而带4的绕挂半径增大,伴随于此副带轮3的槽宽由带4扩张,由此副带轮3的液压室3C的容积减小而其压力增大。其结果是,升档引起的副带轮3的液压室3C的液压的增大与经由供给阀9的液压的供给引起的液压的增大不会重叠地产生,至少能抑制经由供给阀9的液压的供给引起的液压的增大。
而且,若该液压室3C的实际液压高于目标液压,则排出阀11与通常时同样地被控制,从液压室3C没有过与不足地排出液压。即,液压室3C的液压不会过度地下降。因此,不会发生向副带轮3的液压室3C过度地供给液压、或伴随于此其液压过度增大的情况,而且在该液压室3C的液压比目标压高的情况下,没有过与不足地排出液压,因此能避免或抑制产生控制变动的情况。即,能进行稳定的液压控制。
这样的状况在产生降档的情况下也同样。即,在产生降档的情况下,排出阀11的控制量降低,设定为例如“0”。即,即使相对于目标液压而产生实际液压升高的压力偏差,也不进行与该压力偏差相称的液压的排出,例如完全不排出液压。然而,由于执行降档控制,而主带轮2的带绕挂槽的宽度增大,从而带4的绕挂半径减小,伴随于此,将副带轮3的槽宽扩张的带4产生的反力下降。因此,副带轮3的液压室3C的容积增大而其压力下降。其结果是,降档引起的副带轮3的液压室3C的液压的下降与经由排出阀11的液压的排出引起的液压的下降不会重叠地发生,至少能抑制经由排出阀11的液压的排出引起的液压的下降。
而且,若该液压室3C的实际液压比目标液压低,则供给阀9与通常时同样地被控制,向液压室3C没有过与不足地供给液压。即,液压室3C的液压不会过度地增大。因此,不会发生从副带轮3的液压室3C过度地排出液压、或伴随于此该液压过度下降的情况,而且在该液压室3C的液压比目标压低的情况下,由于没有过与不足地供给液压,因此能避免或抑制产生控制变动的情况。即,能够进行稳定的液压控制。
另外,图1所示的控制例的步骤S6是如前所述用于判断变速的内容的步骤,因此其判断可以无论变速比变化量DLTG如何都基于其他的数据进行判断。例如,在搭载有带式无级变速器的车辆中,在油门开度、车速等行驶状态发生了变化的情况下,输出以将发动机转速设定为预定的目标转速的方式、或者以产生要求驱动力的方式设定变速比的变速指令信号。因此,可以基于该变速指令信号进行升档或降档的判断。该例子如图3的流程图所示。该图3所示的例子将前述的图1的步骤S6变更为判断变速指令的内容的判断步骤(步骤S6-1),同时删除步骤S5,其他的各步骤的控制内容与图1所示的控制例同样。
然而,在图1或图3所示的控制例中,即使在未产生变速等的变速速度延迟的情况下,也使关于供给阀9或排出阀11的控制增益比通常时的值小,或者为“0”。然而,在变速速度延迟的情况下,伴随变速的主带轮2的液压室2C的液压的变化不会给副带轮3的液压室3C的液压的控制造成特别大的影响,反而优选与通常时同样地进行液压的供排控制。因此,在本发明中,在变速速度的绝对值为预定的基准速度以下的情况下,可以禁止减小控制量或控制增益的控制。其例子如图4的流程图所示。
该图4所示的控制例是在前述的图1所示的流程图中追加了判断变速比变化量DLTG是否处于预定的范围内的步骤、在该判断结果为肯定的情况下禁止减小控制增益的控制的步骤的例子。因此,在以下的说明中,对于进行与图1所示的流程图的控制步骤相同的控制的步骤,在图4中标注与图1相同的步骤符号而省略其说明,对与图1所示的控制例不同的控制步骤进行说明。
在通过步骤S5算出了变速比变化量DLTG之后,判断该变速比变化量DLTG是否处于预先规定的预定的范围内(步骤S51)。具体而言,判断变速比变化量DLTG是否为“-β”以上且“+α”以下。决定该基准范围的上述的上下限的值“-β”及“+α”作为即使变速控制与副带轮3的液压室3C的液压的控制重叠而该液压室3C的液压也不会过度变化、而且能够按照期望那样控制液压室3C的液压的范围,通过实验等预先规定。这是因为,各液压室2C、3C、控制其液压的回路或与设备的结构相伴的液压油的泄漏量、液压刚性等会给液压控制的稳定性造成影响。
在变速比变化量DLTG处于预定的基准范围内而在步骤S51中作出肯定判断的情况下,对副带轮3的液压进行控制的关于供给阀9的控制增益Pfbu及关于排出阀11的控制增益Pfbd分别设定成作为通常时的控制增益而在设计上预先规定的值Pfb(步骤S52、步骤S53)。即,即使变速比变化而产生变速,由于每单位时间的变速比变化量小,也禁止减小任一控制增益的控制,维持为通常状态下的值。另外,在切换为对控制增益进行变更的控制而校正控制量自身或者校正压力偏差的情况下,只要禁止该校正即可。
在由于变速比变化量DLTG超过上述的基准范围而在步骤S51中作出否定判断的情况下,进行变速是升档还是降档的判断(步骤S6-2)。在图4所示的例子中,判断变速比变化量DLTG是否大于规定上述的范围的上限值“+α”。在该步骤S6-2中作出否定判断的情况下,变速比变化量DLTG比规定上述的范围的下限值“-β”小,该时刻的变速为升档,因此进入步骤S7及步骤S8,使关于供给阀9的控制量比通常时减小(更具体而言将控制增益Pfbu设定为“0”),而且关于排出阀11的控制量维持为通常时的控制量(更具体而言控制增益Pfbd维持为通常的值Pfb)。
与之相反,在变速比变化量DLTG超过规定上述的范围的上限值“+α”而在步骤S6-2中作出肯定判断的情况下,该时刻的变速为降档。因此,在这种情况下,进入步骤S9及步骤S10,关于供给阀9的控制量维持为通常时的控制量(更具体而言控制增益Pfbu维持为通常的值Pfb),而且关于排出阀11的控制量比通常时减小(更具体而言将控制增益Pfbd设定为“0”)。
若图示这样设定的关于供给阀9的反馈控制增益Pdbu与关于排出阀11的反馈控制增益Pfbd的值的升档及降档的差异,则如图5那样。另外,图5中,实线表示关于供给阀9的反馈控制增益Pfbu,虚线表示关于排出阀11的反馈控制增益Pfbd。
并且,在求出了关于供给阀9及排出阀11的控制增益之后,进入步骤S11至步骤S13,基于压力偏差DP、上述的控制增益Pfbu,算出供给阀9的控制量Isolu,或者算出排出阀11的控制量Isold,而且将这些控制量Isolu、Isold作为控制指令信号而输出。
如上所述,带式无级变速器的各带轮2、3的液压室2C、3C的液压不仅由于液压的供给或排出而变化,而且也由于随着油门开度、车速等行驶状态变化带4的绕挂半径、夹压力变化而变化。例如变速速度越快,则该行驶状态的变化对液压的变化的影响越大。因此,在图4所示的控制例中,在变速比变化量DLTG处于预定的范围内的情况下,将控制增益设定为变速控制不重叠的通常的状态下的值。然而,变速速度的绝对值越大,则执行变速控制对液压的影响越大,因此根据上述的决定变速比变化量DLTG的范围的上下限值“+α”、“-β”的大小,在接近于该上下限值“+α”、“-β”的变速速度的情况下,存在产生变速对液压的影响而控制稳定性下降的可能性。以消除这样的不良情况的方式构成的控制例如图6所示。
图6所示的控制例是在根据变速比变化量DLTG或变速速度而使上述的控制增益Pfbu、Pfb的大小变化的情况下以预定的斜率顺畅地变化的例子。即,在前述的图1所示的控制例中,在升档时关于供给阀9的控制增益Pfbu设定为“0”,相对于此,图6所示的控制例的控制增益Pfbu设为变速比变化量DLTG的函数,而且,在前述的图1所示的控制例中,在降档时关于排出阀11的控制增益Pfbd设定为“0”,相对于此,图6所示的控制例的的控制增益Pfbd设为变速比变化量DLTG的函数,其他的控制步骤与图1所示的控制例同样地构成。因此,在以下的说明中,对于进行与图1所示的流程图的控制步骤相同的控制的步骤,在图6中标注与图1相同的步骤符号而省略其说明,对与图1所示的控制例不同的控制步骤进行说明。
由于前述的变速比变化量DLTG小于“0”而在步骤S6中作出否定判断时产生升档,在这种情况下,关于供给阀9的控制增益Pfbu设定为通过以变速比变化量DLTG和通常时的值Pfb这至少两个为变量的函数表示的值(步骤S7-1)。该函数是在变速比变化量DLTG或变速速度处于前述的范围的下限值“-β”与“0”之间的情况下变速比变化量DLTG或变速速度越接近于“0”则将控制增益Pfbu越从“0”开始逐渐增大地设定的函数。另外,可以是相对于变速比变化量DLTG或变速速度的变化而控制增益Pfbu直线性地变化的函数,也可以是如二次曲线表示那样变化的函数。图7示出直线性地变化的例子。另外,在图7中,实线表示关于供给阀9的反馈控制增益Pfbu,虚线表示关于排出阀11的反馈控制增益Pfbd。
另一方面,在由于前述的变速比变化量DLTG为“0”以上而在步骤S6中作出肯定判断时产生降档,在这种情况下,关于排出阀11的控制增益Pfbd设定为通过以变速比变化量DLTG和通常时的值Pfb这至少两个为变量的函数表示的值(步骤S10-1)。该函数是变速比变化量DLTG或变速速度处于前述的范围的上限值“+α”与“0”之间的情况下变速比变化量DLTG或变速速度越大则控制增益Pfbd越逐渐接近于“0”地设定的函数。另外,可以是相对于变速比变化量DLTG或变速速度的变化而控制增益Pfbd直线性地变化的函数,也可以是如二次曲线表示那样变化的函数。图7示出直线性地变化的例子。
因此,根据如图6所示构成的控制例,即使规定变速比变化量DLTG或变速速度的范围的上下限值的绝对值比较大,在接近于该上限值或下限值的变速状态下,任一控制增益Pfbu、Pfbd也设定为小的值,其控制量比通常状态下的控制量小,因此能够防止或抑制液压的变动等而确保控制的稳定性。而且,不会存在随着变速比变化量DLTG或变速速度的变化而控制增益Pfbu、Pfbd急剧变化的情况,因此能够提前防止或抑制冲击等不适感。
另外,上述的具体例是使对副带轮3的液压室3C的液压进行控制的关于供给阀9及排出阀11的控制增益或控制量与变速关联地变化的例子,但是本发明没有限定为上述的具体例,在使对主带轮2的液压室2C的液压进行控制的关于供给阀8及排出阀10的控制增益或控制量与使夹压力变化的控制关联地变化的控制中,与上述的具体例说明的情况同样地能够应用。
然而,控制所使用的液压油根据其温度而粘度发生变化。本发明的液压控制装置能够降低这样的油温的变化或液压油的粘度的变化的影响而将液压控制性维持为良好的状态。为此的控制是根据与液压油的粘度相关的油温来变更控制电磁阀34的控制量的控制,其一例如图11的流程图所示。由上述的图9所示的结构的平衡活塞式阀构成的各供给阀8、9及排出阀10、11以求出作为控制对象部位的各液压室2C、3C的目标压并使实际的液压(控制压)成为该目标压的方式被进行反馈控制。例如,若控制压低于目标压,则供给阀8、9被进行打开控制而向液压室2C、3C供给液压源5的液压。而且,若控制压高于目标压,则排出阀10、11被进行打开控制而从液压室2C、3C排压。并且,各自的情况下的控制量基于目标压与控制压的压力偏差和预定的控制增益来求出。
当进行这样的反馈控制时,图11所示的例程每隔预定的短时间反复执行,首先,分别算出目标压Po、控制压Pr、供给压Pl、控制油温Toil(步骤S31、S32、S33、S34)。这些数据的计算可以按照图11所示的顺序进行,或者可以按照与之不同的顺序进行,而且可以同时并行地进行。该目标压P0是关于主带轮2的液压室2C设定作为目标的变速比的液压,该目标变速比可以基于油门开度等驱动要求量、车速及关于驱动力源的最佳燃耗线等来求出,因此,关于主带轮2的液压室2C的目标液压Po可以基于该目标变速比、主带轮2及副带轮3的轴线方向的推力的比率等来求出。而且,副带轮3的液压室3C的液压是产生带夹压力的液压且用于设定传递转矩容量,因此可以基于油门开度等驱动要求量或其变化率等求出。另外,控制压Pr及供给压Pl以及控制油温Toil可以是由传感器检测到的值。
接着,求出控制增益Pfb(步骤S35)。控制增益Pfb是反馈控制中的比例项、微分项或积分项的系数,以未特别产生控制的响应延迟且未产生控制变动等的方式预先设定,在本发明的液压控制装置中,控制增益Pfb设定为除了与供给压Pl、控制压Pr对应之外还与油温Toil对应的值。具体而言,在油温Toil低于预定温度的情况下,油温Toil越低则控制增益Pfb设定为越大的值,其例子在图12中示意性地示出。该预定温度是液压油的粘度的增大开始给液压的控制性造成影响而确定出的温度,可以通过实验等预先规定。这样使控制增益Pfb在低油温侧增大是为了通过控制量的增大对液压油的粘度变大而其流动性下降的情况进行补偿,因此若是油温Toil或液压油的粘度对控制性未造成特别影响的状态,则控制增益Pfb维持为以往设定的值的程度,随着与之相比成为低温或高粘度而设定为大的值,最终设定为上限值并维持。即,在本发明中使控制增益Pfb增大的情况是与油温Toil的下降相伴的液压油的粘度的增大对控制性造成影响的情况。另外,就控制增益Pfb而言,分别求出关于供给阀8、9的控制增益Pfbu及关于排出阀10、11的控制增益Pfbd。
而且,另一方面,根据上述的目标压P0和控制压Pr来算出压力偏差DP(=P0-Pr)(步骤S36)。并且,基于该压力偏差DP、上述的控制增益Pfb,算出供给阀8、9的控制量Isolu(步骤S37),或者算出排出阀10、11的控制量Isold(步骤S38)。上述的控制量Isolu、Isold例如是电流值,该电流值与开度(或开口直径)的关系由控制电磁阀34的结构决定,因此该关系可以作为运算式、映射而预先准备。因此,步骤S37、步骤S38的控制能够例如以控制增益Pfb及压力偏差DP为参数通过映射算出。另外,用于算出控制量的参数必然需要上述的控制增益Pfb及压力偏差DP,但是也可以在此基础上加入供给压Pl,或者加入手动模式、自动模式等变速模式,而且可以加入运动模式、通常模式等行驶模式等。即,可以加入以控制响应性为优先或者以控制稳定性为优先等的校正。
并且,通过这些步骤S37或步骤S38算出的控制量Isolu、Isold作为控制指令信号而输出(步骤S39),供给阀8、9或排出阀10、11被控制成与该控制量Isolu、Isold对应的开度。更具体而言,向构成各供给阀8、9及排出阀10、11的平衡活塞式阀的控制电磁阀34通电,根据其电流而控制电磁阀34打开。
在这种情况下,若油温Toil低于稳态的温度,则如上所述控制增益Pfb对应于油温Toil而增大,因此与油温Toil为稳态的情况或高温的情况相比,其电流值增大。因此,控制电磁阀34的开度在低温的情况下(液压油的粘度高的情况下)增大,因此通过开度的增大来补偿或校正与液压油的粘度的增大相伴的流动阻力(或流动困难)。其结果是,即使由于液压油的温度低而其粘度升高,通过控制节流孔32也能不特别受到其粘度的增大的影响地使液压油流动,而且在被进行了打开控制的控制电磁阀34中,对应于由于液压油的温度低而其粘度大的情况,使开度增大,从而能在实质上不受液压油的粘度的增大的影响或者降低了影响的状态下使液压油流动。这样油温Toil或液压油的粘度对液压油的流动造成的影响在控制节流孔32和控制电磁阀34处即使不同,在本发明的液压控制装置中,也能够通过改变控制量来补偿或校正这样的液压油的流动特性的基于油温Toil的变化。具体而言,能够使经由控制电磁阀34的液压从第二油室25的排出如设想那样产生,并使第二油室25的液压如期望的液压那样下降,因此能够使阀芯21及与之一体的活塞22如期望那样后退移动,使液压油从高压部26朝向低压部28没有过与不足地流动。因此,根据本发明的液压控制装置,即使油温Toil下降等液压油的粘度增大,也能够将液压响应性维持成与通常状态相同的程度,能够避免或抑制变速器的控制性下降。
另外,本发明在液压油的温度低的情况或其粘度增大的情况下,只要增大控制电磁阀34的开度即可,其开度的增大除了通过对应于油温的下降而使上述的控制增益Pfb增大来进行以外,也可以通过对应于油温的下降而对压力偏差DP进行增大校正、或者校正基于控制增益Pfb和压力偏差DP求出的控制量来进行。因此,执行前述的步骤S5的控制的功能单元相当于本发明的控制量设定单元。而且,在本发明中,供给阀8、9及排出阀10、11无需全部由上述的平衡活塞式阀构成,只要供给阀8、9及排出阀10、11中的至少任一个由平衡活塞式阀构成即可。
并且,上述的具体例是以常闭类型的阀为前提的例子,但是本发明并不局限于上述的具体例,也可以在使用了常开类型的阀的液压控制装置中应用。因此,在这种情况下,控制电磁阀的控制量在使其开度增大的情况下减小而降低电流值。无论如何,在本发明中,在考虑到由于油温的下降而液压油的粘度升高的情况下,执行与油温低的情况相比增大控制电磁阀的开度的控制,而且执行为了上述控制的校正。
因此,本发明的液压控制装置可以构成为,“上述平衡活塞式阀包括基于上述液压室的目标液压与检测到的实际液压的偏差而被进行反馈控制的阀,上述控制量设定单元包括以下单元中的任一单元:在上述液压油的温度低的情况下,与上述液压油的温度高的情况相比,增大决定上述平衡活塞式阀的控制量的反馈增益的单元;在上述液压油的温度低的情况下,与上述液压油的温度高的情况相比,增大对上述液压室的目标液压与检测到的实际液压的偏差进行增大校正的校正量的单元;在上述液压油的温度低的情况下,与上述液压油的温度高的情况相比,增大对基于上述液压室的目标液压与检测到的实际液压的偏差而求出的上述控制量进行增大校正的校正量的单元”。或者本发明的液压控制装置可以构成为,“上述平衡活塞式阀包括基于上述液压室的目标液压与检测到的实际液压的偏差而被进行反馈控制的阀,上述控制量设定单元包括以下单元中的任一单元:在上述液压油的温度低的情况下,与上述液压油的温度高的情况相比,增大决定上述平衡活塞式阀的控制量的反馈增益的单元;在上述液压油的温度低的情况下,与上述液压油的温度高的情况相比,增大对上述液压室的目标液压与检测到的实际液压的偏差进行增大校正的校正量的单元;在上述液压油的温度低的情况下,与上述液压油的温度高的情况相比,增大对基于上述液压室的目标液压与检测到的实际液压的偏差而求出的上述控制量进行减小校正的校正量的单元”。
在本发明中,通过阀的结构能够降低因液压油的粘度的变化产生的影响。以下,说明其例子。另外,在关于平衡活塞式阀的以下的说明中,对于供给阀8、9,将液压源5或线压Pl作为高压部,将液压室2C、3C作为低压部,关于排出阀10、11,将液压室2C、3C作为高压部,将泄放部位作为低压部进行说明。
在图13中,在阀体120的内部形成缸体部123,与阀芯121一体的活塞122能够前后移动地收容在该缸体部123的内部。因此,缸体部123的内部由活塞122分隔成两个油室124、125,在上述的油室124、125中的收容阀芯121的油室124形成供给高压部126的液压的流入端口127和使液压朝向低压部128流出的流出端口129。另外,流出端口129形成在与上述阀芯121的前端侧的端板相当的部分,通过与阀芯121抵碰而将流出端口129关闭,通过阀芯121后退而打开流出端口129。而且,在隔着活塞122与收容阀芯121的油室124相反的一侧的油室125配置有向上述流出端口129侧按压活塞122的弹簧130。另外,活塞122及阀芯121沿着其中心轴线从油室125侧镗孔,成为在活塞122的内部为大径且在活塞122的内部为小径的两段的中空形状,弹簧130的前端部分插入到该大径的中空部122A内。
而且,在油室125形成有信号压端口131。该信号压端口131与上述流入端口127由连通路132连通。对该连通路132的结构具体说明的话,阀体120由多个部分构成,在图13的下部部分120A形成前述的缸体部123,上述的流入端口127及流出端口129以及信号压端口131以在该下部部分120A的与图13的上表面即中间部分120B接合的接合面处开口的方式形成。而且,在中间部分120B的与上述下部部分120A接合的接合面侧的部分且在相当于上述的流入端口127与信号压端口131之间的部分形成槽部,并形成与该槽部连通的供给油路133。此外,在中间部分120B的与上述下部部分120A相对的接合面上且与上述的流出端口129对应的位置开口的流出油路134形成于中间部分120B。上述的下部部分120A和中间部分120B夹着薄板状的垫圈135而接合成液密状态。并且,在该垫圈135上,以将上述的流入端口127与上述的槽部、信号压端口131与上述的槽部、流出端口129与排出油路134分别连通的方式形成抽气孔。因此,流入端口127或供给油路133与信号压端口131由上述的槽部及抽气孔连通,由上述槽部及抽气孔构成上述的连通路132。
并且,在信号压端口131与槽部之间的抽气孔嵌入形成有微小的油孔136的片137,该油孔136成为连通路132的一部分,信号压端口131与上述槽部经由该油孔136而连通。该油孔136相当于本发明中的特性调整部,形成为开口面积比由上述的槽部和将该槽部关闭的垫圈135形成的流路的截面积小且长度比该流路的开口直径长的贯通孔。因此,由该油孔136形成使液压油的流动节流的控制节流孔,且在液压油的温度下降而其粘度增大的情况下,对应于其粘度的增大而使流动阻力增大。
此外,设有使配置上述弹簧130的油室125与低压部128选择性地连通的控制电磁阀138。具体而言,在该油室125连接有控制电磁阀138。该控制电磁阀138通过弹簧141沿轴线方向按压轴状的阀芯140,并具备产生克服该弹簧141而将阀芯140沿轴线方向拉回的电磁力的电磁线圈142。另外,本发明在使用了所谓常开类型的阀的液压控制装置中能够应用,因此可以构成为利用弹簧141的弹性力将阀芯140向打开方向拉回,并使电磁力以对抗该弹性力的方式作用于阀芯140。
而且,在阀芯140的前端侧形成有与油室125连通的流入端口143,该流入端口143的开口端成为阀座,通过上述阀芯140的前端部与该开口端抵碰并紧贴而密闭该流入端口143,而且通过阀芯140分离而打开流入端口143,并成为与对电磁线圈142的通电电流量对应的开度。此外,形成使收容阀芯140的部位与低压部128连通的流出端口144。在前述的中间部分120B,对应于该流出端口144而形成其他流出油路145,该流出油路145与流出端口144经由形成于垫圈135的抽气孔而连通。另外,流出油路145与前述的低压部128连通。
控制电磁阀138如上所述是使阀芯140与作为流入端口143的开口端的阀座抵碰而关闭的阀,因此为了使其密闭状态可靠并进行维持,阀芯140的前端部形成为例如凸圆弧面状,对应于此,成为阀座的部分形成为凹圆弧面状。即,以两者的接触部位成为面的方式构成。因此,在向控制电磁阀138通电而阀芯140从阀座稍分离地打开的状态下,液压油在阀芯140与阀座之间的微小的间隙内流动,因此在该部分产生限制液压油的流动的节流作用,成为节流部。该节流部成为在液压油的流动方向上具有一定程度的长度的形状,在液压油的粘度大的情况下,产生与其开口直径或流路截面积以及流路长度对应的流动阻力。以在这样的液压油的粘度增大的低油温时在控制电磁阀138中流动的液压油的流量与油温的关系(即流量的温度特性)和低油温时的上述的连通路132中的流量与油温的关系(即流量的温度特性)相等或接近的方式,形成上述的片137的油孔136。成为这样的温度特性的油孔136的开口直径和长度只要计测控制电磁阀138的平均开度的预定温度下的流量,并以使与之相同的条件下流过上述油孔136的流量与控制电磁阀138中的流量相同或近似的方式实验性地决定即可。
在上述的平衡活塞式阀中,向控制电磁阀138通电而对其进行打开控制,由此第二油室125的液压Ps下降而活塞122向第二油室125侧移动。伴随于此,阀芯121从流出端口129的开口端(即阀座)分离而开阀。即,液压从高压部126向低压部128流动。
这样进行动作时的第二油室125的液压Ps与通过设置在连通路132的中途的前述的油孔136而从高压部126向第二油室125供给的液压油的量Qc和通过控制电磁阀138向低压部128排出的液压油的量Qs之差(Qc-Qs)成比例。从高压部126流向第二油室125的液压油的流量Qc受到油孔136的制约。而且,控制电磁阀138是不需要流过大量的液压油的小型的结构,由此其流入端口143打开时的开口面积小,因此从第二油室125流向低压部128的液压油的流量Qs成为受到该部分(节流部)的节流作用而被制约的流量。
并且,油孔136是开口直径远小于由上述槽部和垫圈135形成的连通路132的流路截面积且其长度比开口直径长的微小孔,成为与打开的控制电磁阀138的阀芯140和该阀座之间的微小的间隙(节流部)同样的特性(流量与油温的关系)。因此,流过油孔136的液压油的量与流过控制电磁阀138的液压油的量的关系在变速器稳态地动作而油温升高一定程度的情况和如变速器刚起动之后那样油温低的情况下大致相等。即,在与油温低相伴而液压油的粘度大的情况下,对控制电磁阀138进行打开控制而流过该流入端口143的液压油的量比油温高的情况少。与之同样,在油温低而液压油的粘度大的情况下,油孔136处的流动阻力增大而液压油的流量受到限制,其限制的程度与控制电磁阀138的限制的程度相等。因此,能够防止或抑制在油温发生了变化的情况下第二油室125的液压的下降过度延迟而朝向低压部128的液压油的流动产生延迟、或者相反地对控制电磁阀138进行了打开控制的情况下的第二油室125的液压的下降过度产生而液压油相对于低压部128过度流动的事态,因此根据具备上述的平衡活塞式阀的本发明的液压控制装置,能够将变速器的控制性维持为良好的状态。
另外,本发明的特性调整部向对于上述第二油室125的液压油的流动施加节流,且在液压油的粘度增大的情况下对应于粘度的增大而使流动阻力增大,这种情况下的流量与温度的关系只要接近于控制电磁阀138的液压油的流量与温度的关系即可。因此,该特性调整部并不局限于形成在前述的片137上的油孔136。例如可以将贯通缸体部123而形成的信号压端口131形成为开口直径远小于连通路132的流路截面积且长度比该开口直径长的微小孔,将该信号压端口131作为特性调整部。与前述的油孔136同样地设定形成该信号压端口131的微小孔的开口直径及长度,由此能够使连通路132的液压油的流量与温度的关系(流量的温度特性)等于或接近于控制电磁阀138的液压油的流量与温度的关系(流量的温度特性)。
而且,图5所示的例子中,可以是,将活塞122及阀芯121沿着其中心轴线穿过而形成的中空部122A作为连通路,将以从该中空部122A向阀芯121的外周面贯通的方式形成的微小孔121A作为特性调整部。即,该微小孔形成为开口直径远小于中空部122A的截面积且长度比该微小孔的开口直径长的贯通孔。并且,该开口直径和长度与前述的油孔136同样地设定。即使是这样的结构,由该微小孔及中空部122A形成的连通路的液压油的流量与温度的关系(流量的温度特性)也等于或近似于控制电磁阀138的液压油的流量与温度的关系(流量的温度特性)。
无论是上述的哪种结构,流量的温度特性在控制电磁阀138与信号压端口131或微小孔处都相等或近似,因此即使由于油温的下降而液压油的粘度升高,对控制电磁阀138进行打开控制而从第二油室125排出液压的量与向第二油室125流入的液压的量的关系与油温高的情况也没有特别不同。因此,由上述的平衡活塞式阀构成的供给阀8、9或排出阀10、11的温度特性稳定,因此能够将变速器的控制性维持为良好的状态。
此外,在液压油的粘度低的情况下,向液压油的流动施加节流的节流部的长度对流量造成的影响小。因此,本发明的特性调整部在液压油的粘度增大的情况下,只要使上述连通路的温度特性接近于控制电磁阀138的温度特性即可,因此可以通过双金属等根据油温而变形的部件对设于连通路的具有节流作用的微小孔进行开闭。而且,在本发明中,供给阀8、9及排出阀10、11无需全部由上述的平衡活塞式阀构成,只要供给阀8、9及排出阀10、11中的至少任一个由平衡活塞式阀构成即可。
此外,本发明的控制电磁阀或平衡活塞式阀并不局限于在关闭状态下关闭且对应于电流的增大而开度增大的所谓常闭类型的阀,也可以是在关闭状态下打开且对应于电流的增大而开度减小的所谓常开类型的阀。因此,上述的具体例的“控制量的增大”是指使开度增大,若是常开类型的阀,则是指使电流减小。
说明本发明的液压控制装置的又一例。如前所述流过控制节流孔的油量成为与其上游侧和下游侧的压力差对应的量。该上游侧的液压(即供给压)根据带式无级变速器的动作状态、搭载该变速器的车辆的行驶状态等而变动。即,在供给压升高为设计上设想的压力以上的情况下,通过控制节流孔32的液压的流量增大。
因此,本发明的液压控制装置为了即使在供给压高低变化的情况下也能够稳定地控制前述的液压室2C、3C的液压,可以执行以下的控制。该控制的一例如图14的流程图所示。由上述的图9所示的结构的平衡活塞式阀构成的各供给阀8、9及排出阀10、11以求出作为控制对象部位的各液压室2C、3C的目标压并使实际的液压(控制压)成为该目标压的方式被进行反馈控制。例如,若控制压低于目标压,则供给阀8、9被进行打开控制而向液压室2C、3C供给液压源5的液压。而且,若控制压高于目标压,则排出阀10、11被进行打开控制而从液压室2C、3C排压。并且,各自的情况下的控制量基于目标压与控制压的压力偏差和预定的控制增益来求出。
当进行这样的反馈控制时,图14所示的例程每隔预定的短时间反复执行,首先,分别算出目标压Po、控制压Pr、供给压Pl(步骤S41、S42、S43)。这些数据的计算可以按照图14所示的顺序进行,或者可以按照与之不同的顺序进行,此外可以同时并行地进行。该目标压P0是对主带轮2的液压室2C设定作为目标的变速比的液压,该目标变速比可以基于油门开度等驱动要求量、车速及关于驱动力源的最佳燃耗线等来求出,因此,关于主带轮2的液压室2C的目标液压Po可以基于该目标变速比、主带轮2及副带轮3的轴线方向的推力的比率等来求出。而且,副带轮3的液压室3C的液压是产生带夹压力的液压且用于设定传递转矩容量,因此可以基于油门开度等驱动要求量或其变化率等求出。另外,控制压Pr及供给压Pl可以是由传感器检测到的值。
接着,求出控制增益Pfb(步骤S44)。控制增益Pfb是反馈控制中的比例项、微分项或积分项的系数,以未特别产生控制的响应延迟且未产生控制变动等的方式以映射等形式预先设定,在本发明的液压控制装置中,控制增益Pfb设定为与供给压Pl、控制压Pr对应的值。具体而言,如图15所示,关于供给阀8、9的控制增益Pfb基于供给压Pl来设定,若供给压Pl为预先规定的基准压力Pth以下,则成为预定的值,在超过基准压力Pth的情况下,设定为根据供给压Pl的增大而降低的值。在此,基准压力Pth是在设计上作为使用频度高的压力范围而确定的范围的上限值,是在通常使用的控制增益中能够不特别产生障碍地进行液压控制的压力范围的上限值。因此,当供给压Pl超过该基准压力Pth时,将控制电磁阀34打开控制了预定量的情况下的第一油室24与第二油室25的压力差增大为设想以上,因此为了以消除或校正这样的过度的压力差的方式降低控制电磁阀34的控制量,而降低控制增益。因此,该控制增益的降低量、下降斜率等可以基于实验等预先求出,并准备为映射等数据。而且,控制增益可以构成为取代图15所示那样连续降低而逐级降低。此外,关于排出阀10、11的控制增益只要构成为在液压室2C、3C的液压超过了基准压力的情况下对应于该液压的增大而降低即可。
而且,另一方面,根据上述的目标压P0和控制压Pr算出压力偏差DP(=P0-Pr)(步骤S45)。并且,基于该压力偏差DP、上述的控制增益Pfb,算出供给阀8、9的控制量Isolu(步骤S46),或者算出排出阀10、11的控制量Isold(步骤S47)。这些控制量Isolu、Isold例如是电流值,该电流值与开度(或开口直径)的关系由控制电磁阀34的结构决定,因此该关系可以作为运算式、映射而预先准备。因此,步骤S46、步骤S47的控制能够例如以控制增益Pfb及压力偏差DP为参数通过映射来算出。另外,用于算出控制量的参数必然需要上述的控制增益Pfb及压力偏差DP,但是也可以在此基础上加入手动模式、自动模式等变速模式,而且可以加入运动模式、通常模式等行驶模式等。即,可以加入以控制响应性为优先或者以控制稳定性为优先等的校正。
并且,通过这些步骤S46或步骤S47算出的控制量Isolu、Isold作为控制指令信号而输出(步骤S48),供给阀8、9或排出阀10、11被控制成与该控制量Isolu、Isold对应的开度。更具体而言,向构成各供给阀8、9及排出阀10、11的平衡活塞式阀的控制电磁阀34通电,根据其电流而控制电磁阀34打开。
在这种情况下,若供给压Pl高于上述基准压力Pth,则如上所述控制增益Pfb对应于供给压Pl而降低,因此其电流值与供给压Pl相对低的情况相比下降。因此,控制电磁阀34的开度在供给压Pl为高压的情况下减小,因此即使第一油室24的液压对应于供给压Pl而升高,来自第二油室25的排压量也减少,能抑制该液压的下降。其结果是,第一油室24与第二油室25的压力差设定为供给压Pl为基准压力Pth以下的情况下的压力差、或者接近于上述压力差的压力差,因此能避免或抑制供给阀8、9的开度特别增大为设想以上的情况。即,如设计上设想那样进行液压的控制。这在若排出阀10、11由上述的平衡活塞式阀构成则从液压室2C、3C经由该排出阀10、11排出液压的情况也同样。结果是,根据本发明的上述的液压控制装置,即使供给阀8、9、排出阀10、11的上游侧的液压(所谓高压部的液压)升高,也不会特别受到其影响,能够控制液压室2C、3C的液压,将变速器的液压的控制性维持成良好的状态。
另外,本发明的供给压是相对于供给阀、排出阀而其上游侧的液压,本发明只要在该供给压比预先规定的基准压力高的情况下将供给阀、排出阀的控制量设定为比供给压低的情况小的开度即可。因此,使其控制量降低的控制除了减小前述的反馈增益以外,也可以对控制偏差(压力偏差)进行校正而降低,或者对基于控制偏差和控制增益而求出的控制量进行减小校正。而且,在本发明中,供给阀8、9及排出阀10、11无需全部由上述的平衡活塞式阀构成,只要供给阀8、9及排出阀10、11中的至少任一个由平衡活塞式阀构成即可。因此,执行图14所示的步骤S44的控制的功能单元相当于本发明的“其他控制量设定单元”。
此外,本发明也可以在使用了所谓常开类型的阀的液压控制装置中应用,因此,上述的具体例中的“控制量的降低”是指使开度下降,在常开类型的阀中,也存在使电流增大的情况。
上述的平衡活塞式阀通过隔着活塞的两侧的压力差而关闭或打开。因此,在对于低压部流动的油量为少量的情况下,维持将控制电磁阀稍打开而使作为背压室的第二油室的液压稍下降的状态。在这种情况下,活塞被向第二油室侧按压而移动,但是控制电磁阀未设置在机构上相当于限制活塞的移动的止动件的部分,因此活塞持续进行后退移动。即,为了对于低压部将微少量的液压油持续供给预定的时间而需要限制活塞的位置的控制。在本发明中,能够限制这样的活塞的位置,以下,对其例子进行说明。
图16是用于说明其控制例的流程图,其控制是以前述的图8、图9所示的平衡活塞式阀为对象的控制。该图16所示的例程每隔预定的短时间反复执行,首先,求出供给压Pl及控制压Pr(步骤S51、S52)。供给压Pl是经由供给阀8、9向液压室2C、3C供给的液压或前述的高压部26的液压,具体而言是前述的线压。另外,关于排出阀10、11,是上述的液压室2C、3C的液压。而且,控制压Pr是供给液压的部位的液压,上述低压部28的液压相当于此,关于供给阀8、9,是上述液压室2C、3C的液压,而且,关于排出阀10、11,是泄放部位的液压。求出上述的液压Pl、Pr的顺序没有特别限制,可以先求出任一个,或者可以同时并行地求出。而且,这些液压Pl、Pr可以是由传感器检测的检测值。
接着,求出控制增益Pfb(步骤S53)。控制增益Pfb是反馈控制中的比例项、微分项或积分项的系数,以未特别产生控制的响应延迟且未产生控制变动等的方式预先设定,在本发明的液压控制装置中,控制增益Pfb设定为与供给压Pl、控制压Pr对应的值。即,使阀芯21向打开方向移动的力受到向第一油室24供给的液压的影响而变化,而且向液压室2C、3C等的低压部28流动的液压油的量受到供给压与控制压之差的影响而变化等,经由平衡活塞式阀流动的液压油的量受到供给压Pl、控制压Pr的影响,因此控制增益Pfb可以根据供给压Pl、控制压Pr而预先适当地设定,以映射等的形式预先准备。因此,在步骤S53中能够利用该映射来求出控制增益Pfb。
此外,求出阀芯21或与之一体的活塞22的当前的行程量SXr(步骤S54)。这可以在上述的平衡活塞式阀上附设行程传感器(未图示),通过该传感器进行检测。或者可以基于控制电流、液压室2C、3C的液压进行运算来求出。关于它们的运算在后文叙述。
而且,在步骤S54之后求出行程保护值SXlmt(步骤S55)。向液压室2C、3C供给或排出的液压油的量可以根据目标液压与实际液压的偏差求出,而且该液压油量流动所需的时间可以根据控制响应性的要求在设计上确定,因此结果是能够求出每单位时间的流量。由于液压油间流量与平衡活塞式阀的开度存在相关关系,因此能够根据其流量求出开度,而且能够根据该开度求出阀芯21的移动量(行程量)。结果是,阀芯21应移动的量是与控制对象部位所需的液压油量对应的量,因此能够基于上述的目标液压与实际液压的偏差来决定。在步骤S55中,利用该关系来设定保护值SXlmt。更具体而言,可以将考虑了控制响应性、稳定性等对基于目标液压与实际液压的偏差而求出的行程量实施了校正后的值作为保护值SXlmt。
并且,判断在上述的步骤S54中求出的行程量SXr是否超过在步骤S55中求出的保护值SXlmt(步骤S56)。在该步骤S56中作出否定判断的情况、即行程量SXr为保护值SXlmt以下的情况下,执行基于在上述的步骤S53中求出的控制增益Pfb的通常的控制(步骤S57)。即,基于目标液压与实际液压的偏差和控制增益Pfb,求出上述控制电磁阀34的控制量(电流值)Isol。该运算可以根据预先准备的映射来求出电流值。
相对于此,在由于行程量SXr超过保护值SXlmt而在步骤S56中作出肯定判断的情况下,基于保护值SXlmt来求出上述控制电磁阀34的控制量(电流值)Isol(步骤S58)。如前所述,阀芯21对控制电磁阀34进行打开控制,以与该控制量对应的速度移动,因此通过减小该控制量而停止阀芯21的行程,或者能够减小其速度。即,能够求出控制量与行程量的相关关系而以映射等形式预先准备,因此在步骤S58中能够利用该映射求出控制电磁阀34的控制量。
这样在步骤S57或步骤S58中求出的电流值作为控制指令信号向控制电磁阀34输出(步骤S59)。其结果是,阀芯21在该时刻的行程量以上不再移动,或者向打开方向的移动速度大幅减小。因此,不会发生由平衡活塞式阀构成的供给阀8、9或经由排出阀10、11流动的液压油的量成为过度的情况,能防止或抑制控制的超程。换言之,若应向液压室2C、3C供给或排出的液压油的量微小,则能够将阀芯21的行程量设定为与该液压油的量对应的微小的行程量,因此即使在液压油的量为少量的情况下,也能够进行稳定的控制。
在此,说明在上述的步骤S54中执行的行程量SXr的计算。如前所述,阀芯21使电流流向控制电磁阀34而对其进行打开控制,由此向打开方向移动,该电流值与行程量存在相关关系,因此能够基于对控制电磁阀34进行控制的电流算出行程量SXr。该例子如图17的流程图所示。该图17所示的例程每隔预定的短时间反复执行,首先,读入上次的行程量SXro(步骤S401)。该图17所示的例程用于算出行程量SXr,由于反复执行,因此步骤S401的初次的值为“0”,但是第二次以后存在先前的值,将其读入。
而且,读入上次的指令电流Iplo(步骤S402)。控制电磁阀34的指令电流值存在以预定的斜率增大的情况,而且存在以时间性的延迟使指示电流值增大的情况,在这样的情况下,指令电流值按照时间进行变化,因此图17所示的例程的各循环的电流值不同,在步骤S402中读入这样变化的指令电流的上次值。而且,读入上次的实际输出电流Ipro(步骤S403)。在电流流向控制电磁阀34中的电磁线圈的情况下,由于电流变化引起的磁通的变化的影响,电流的变化受到抑制,产生延迟。该状态在图18中示意性地示出。即使目标电流如图18的直线所示那样变化,实际电流的变化也成为虚线所示的波形那样。在步骤S403中读入这样的实际的电流的值。另外,实际电流可以通过预定的电流计求出。
上述步骤S401至步骤S403可以按照任意的顺序执行,或者同时执行。并且,基于在步骤S402中读入的上次的指令电流Iplo和上次的实际输出电流Ipro,算出实际输出电流的变化量ΔIrpo(步骤S404)。该运算是ΔIrpo=(Iplo-Ipro)×Kdly。在此,Kdly是预先决定的系数,是在图17的例程的一个周期的时间内缩小上次的指令电流Iplo与上次的实际输出电流Ipro之差的比例。因此,实际输出电流的变化量ΔIrpo成为图17的例程的一个周期的时间内的变化量。另外,对该变化量ΔIrpo分别预先设定上限及下限的保护值DIPRMIN、DIPRMAX(步骤S405)。这是为了防止由于干扰等的影响而运算值成为异常值的情况。
并且,将这样求出的变化量ΔIrpo与在上述的步骤S402中读入的上次值Ipro相加来求出本次的实际输出电流Ipr(步骤S406)。实际输出电流的变化量ΔIrpo如上所述基于指示电流值和图17的例程的一个周期时间(电流指示时间)来求出,因此结果是,实际输出电流Ipr根据指示电流及其指示时间来求出。在利用该电流值对控制电磁阀34进行了打开控制的情况下,以与该电流值对应的开度从第二油室25排出液压而使第二油室25的液压相对于第一油室24的液压下降,阀芯21向打开方向移动,因此基于该电流值Ipr来求出阀芯21的移动速度Vr(步骤S407)。当由于电流值Ipr大而控制电磁阀34的开度大时,第二油室25的液压较大地下降,因此阀芯21的移动速度加快。而且,当供给压Pl与控制压Pr的压力差ΔP大时,阀芯21的移动速度加快。即,阀芯21的移动速度对应于电流值Ipr及上述的压力差ΔP而变化,因此上述的关系可以通过实验等预先测定,作为映射进行准备,因此步骤S407的控制可以利用这样的映射或数据来进行。
该移动速度Vr是图17的例程的一个周期时间的移动量,而且每当图17的例程的一个周期时求出阀芯21的位置或移动量。因此,阀芯21的行程量SXvr能够通过将上述的步骤S401求出的上次的行程量SXro加上相当于本次的移动量的步骤S407的移动速度Vr而求出(步骤S408)。并且,对这样求出的行程量SXvr施加上下限的保护(0≤SXvr≤SXlmt)(步骤S409)。另外,移动速度Vr是一个周期时间内的移动量,这如上所述根据指示电流及其指示时间求出,因此结果是行程量根据指示电流及其指示时间求出。
在构成为进行上述的图17所示的控制的情况下,能够基于对控制电磁阀34进行控制时的数据求出阀芯21的行程量SXvr,因此无需追加设置行程传感器等新的设备,能够使作为装置整体的结构简化或小型化。
接着,图19的流程图示出基于液压而求出行程量的例子。该图19所示的例程每隔预定的短时间反复执行,首先,读入上次的控制实际液压Pro及当前的控制实际液压Pr(步骤S411、S412)。接着,算出实际液压的上次值与本次值之差即实际液压的变化量ΔPr(步骤S413)。液压室2C、3C的液压通过供给或排出液压油而变化,其变化的程度或量对应于液压室2C、3C的结构、与液压油的特性等关联的液压刚性β。即,供给或排出的液压油的流量和液压的变化量处于以液压刚性为系数的关系,因此基于在步骤S413中求出的实际液压的变化量ΔPr和预先测定的液压刚性β来算出实际控制流量Qr(步骤S414)。
在上述的平衡活塞式阀中流动的液压油的量Qr根据与其开度相当的阀芯21的行程量SXqr而变化,而且根据供给压Pl与控制压Pr的压力差ΔP而变化。这三者Qr、SXqr、ΔP的相互关系能够通过使用了实机的实验等而预先求出。图20的线图示出其一例,为了增大实际控制流量Qr而增大行程量SXqr,而且若上述的压力差ΔP大,则能够以相对小的行程量SXqr使大量的液压油流动。基于求出这样的关系并预先生成的映射或数据等,求出行程量SXqr(步骤S415)。并且,与上述的图17所示的控制例同样,向行程量SXqr施加上下限的保护(0≤SXqr≤SXlmt)(步骤S416)。
在构成为进行上述的图19所示的控制的情况下,基于与行程量SXqr直接相关的控制液压来求出行程量SXqr,因此能够提高行程量SXqr的推定精度。而且,不需要追加设置新的传感器等设备,因此能够使作为装置整体的结构简化或小型化。
在此简单地说明上述的具体例与本发明的关系时,执行图16所示的步骤S5的控制的功能单元相当于本发明的保护设定单元,而且执行步骤S8的控制的功能单元相当于本发明的限制单元,而且执行图2所示的步骤S407及步骤S408的控制的功能单元、执行图4所示的步骤S415的控制的功能单元相当于本发明的行程量计算单元。
附图标记说明
1…带式无级变速器
2…驱动带轮(主带轮)
3…从动带轮(副带轮)
4…带
2A…固定绳轮
2B…可动绳轮
2C…液压室
3A…固定绳轮
3B…可动绳轮
3C…液压室
5…液压源
7…供给油路(或线压油路)
8…供给阀
9…供给阀
10…排出阀
11…排出阀
12…线压传感器
13…主液压传感器
14…副液压传感器
15…主转速传感器
16…副转速传感器
17…电子控制装置(ECU)
21、121…阀芯
22、122…活塞
23、123…缸体部
24、25、124、125…油室
26、126…高压部
27、127…流入端口
28、128…低压部
29、129…流出端口
31、131…信号压端口
32…控制节流孔
33、132…连通路
34、138…控制电磁阀
35…流出端口
36、140…阀芯
37、141…弹簧
38、142…电磁线圈
39、143…流入端口
40、144…流出端口
136…油孔
137…片

Claims (17)

1.一种带式无级变速器的液压控制装置,构成为,绕挂有带的一对带轮分别具备:使减小绕挂带的槽宽的方向的推力随着液压的增大而增大的液压室,随着向其中一个液压室供给液压另一液压室的液压增大,且随着从所述一个液压室排出液压所述另一液压室的液压下降,在供给液压时打开的供给阀和在排出液压时打开的排出阀分别与各所述液压室连通地设置,所述带式无级变速器的液压控制装置基于所述液压室的目标液压与实际液压的偏差而对所述供给阀及排出阀进行反馈控制,使得各所述液压室的液压成为目标压,
所述带式无级变速器的液压控制装置的特征在于,
构成为,在随着向其中一个液压室供给液压另一液压室的液压增大的情况下,使与所述另一液压室连通的所述供给阀的控制量小于在除所述另一液压室的液压随着向所述一个液压室供给液压而增大的情况以外的其他情况下基于所述偏差求出的控制量,并且在随着从所述一个液压室排出液压所述另一液压室的液压下降的情况下,使与所述另一液压室连通的所述排出阀的控制量小于在除所述另一液压室的液压随着从所述一个液压室排出液压而下降的情况以外的其他情况下基于所述偏差求出的控制量。
2.根据权利要求1所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,
减小所述控制量的控制包括:使预先规定的控制增益减小的控制。
3.根据权利要求2所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,
所述控制增益包括:液压油的温度低时的值设定得比液压油的温度高时的值大的控制增益、或者向所述供给阀或所述排出阀供给的供给压高时的值设定得比所述供给压低时的值小的控制增益。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,
减小所述控制量的控制包括:将基于所述偏差求出的控制量设为零的控制。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,
所述一个液压室是为了改变变速比而供给及排出液压的、设于一个带轮的液压室,所述另一液压室是为了设定带夹压力而供给及排出液压的、设于另一带轮的液压室,
构成为,在预先规定的预定时间内的变速比的变化量在预先规定的基准范围以内的情况下,禁止减小关于与所述另一液压室连通的供给阀及排出阀的控制量的控制。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,
构成为,在使所述控制量以减小的方式变化的情况下,或者在通过解除使所述控制量减小的控制而使减小后的所述控制量增大的情况下,使控制量的变化以预先规定的预定的斜率变化。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,
所述供给阀和排出阀中的至少任一阀由平衡活塞式阀构成,
所述平衡活塞式阀具备:
缸体部,将活塞收容成能够前后移动;
第一油室和第二油室,由该活塞进行划分并形成于所述缸体部的内部;
控制节流孔,将所述第一油室与第二油室连通;
流入端口,以与预定的高压部连通的方式形成于所述第一油室;
流出端口,以与预定的低压部连通的方式形成于所述第一油室;
阀芯,以对所述流入端口和流出端口的其中一方进行开闭的方式与所述活塞一体化;及
控制电磁阀,选择性地使所述第二油室与所述低压部连通。
8.根据权利要求7所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,
所述控制电磁阀构成为开度根据控制量进行变化,
通过所述控制电磁阀打开而形成的节流部构成为,随着液压油的粘度增大而产生的流动阻力的增大量大于所述控制节流孔处的流动阻力的增大量,
所述带式无级变速器的液压控制装置具备控制量设定单元,所述控制量设定单元将所述控制电磁阀的控制量设定成所述液压油的温度为预定温度时的所述开度与所述液压油的温度高于所述预定温度时的所述开度相比变大的控制量。
9.根据权利要求8所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,
所述控制电磁阀包括所述控制量越大则开度越大的阀,
所述控制量设定单元包括:使所述控制电磁阀的控制量在所述液压油的温度为预定温度时与所述液压油的温度高于所述预定温度时相比增大的单元。
10.根据权利要求8所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,
所述控制电磁阀包括所述控制量越大则开度越小的阀,
所述控制量设定单元包括:使所述控制电磁阀的控制量在所述液压油的温度为预定温度时与所述液压油的温度高于所述预定温度时相比减小的单元。
11.根据权利要求7所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,
所述控制电磁阀构成为,所述控制电磁阀通过利用电磁力沿轴线方向移动的阀芯被按压于与所述第二油室连通的端口的开口端部而关闭,所述控制电磁阀通过所述阀芯离开所述端口的开口端部并产生供液压油流动的间隙而打开,
在所述连通路的一部分设有特性调整部,所述特性调整部使所述连通路中的液压油的流量与温度之间的关系接近于所述控制电磁阀打开而在所述阀芯与所述端口的开口端部之间流动的液压油的流量与该液压油的温度之间的关系。
12.根据权利要求11所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,
所述特性调整部包括:开口面积比所述连通路的流路截面积小且长度比开口直径长的油孔。
13.根据权利要求7所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,
所述控制电磁阀构成为开度根据控制量进行变化,
所述带式无级变速器的液压控制装置具备其他控制量设定单元,所述其他控制量设定单元对向所述第一油室供给的供给压高于预先规定的基准压力时的所述控制量进行设定,使得所述向所述第一油室供给的供给压高于预先规定的基准压力时的所述开度比所述向所述第一油室供给的供给压低于预先规定的基准压力时的所述开度小。
14.根据权利要求13所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,
所述控制电磁阀构成为,基于所述液压室的目标压与实际压的偏差而被进行反馈控制,
所述其他控制量设定单元包括以下单元中的任一单元:使所述控制电磁阀的反馈控制增益减小的单元、对所述液压室的目标液压与检测出的实际液压的偏差进行减小校正的单元、及对基于所述液压室的目标液压与检测出的实际液压的偏差而求出的所述控制量进行校正的单元。
15.根据权利要求7所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,具备:
保护设定单元,基于所述液压室的液压的目标值与实际值的偏差来设定所述阀芯的向打开方向的行程量的限制值;及
限制单元,对所述控制电磁阀的控制量进行限制,使得所述阀芯的行程量在所述限制值以下。
16.根据权利要求15所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,
所述阀芯构成为,通过向所述控制电磁阀通电流而向打开方向移动,
所述带式无级变速器的液压控制装置还具备行程量计算单元,所述行程量计算单元根据所述控制电磁阀的指示电流值和所述控制电磁阀的电流指示时间而求出该阀芯的行程量。
17.根据权利要求15所述的带式无级变速器的液压控制装置,其特征在于,
所述带式无级变速器的液压控制装置还具备行程量计算单元,所述行程量计算单元基于所述液压室的液压的变化量而求出所述阀芯的行程量。
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