CN105317953B - 无级变速器的变速控制装置 - Google Patents
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Abstract
提供无级变速器的变速控制装置。该无级变速器具备:被传递来自驱动源的驱动力的输入轴;输出轴;曲柄连杆机构,其具有距离输入轴的轴线的偏心量可变的偏心机构、以及枢转支承于输出轴的摆杆,将输入轴的旋转运动转换为摆杆的摆动运动;以及单向旋转阻止机构,其在摆杆向一侧旋转时将输出轴固定于摆杆,当摆杆向另一侧旋转时使摆杆相对于输出轴空转,无级变速器的变速控制装置具备:控制偏心量的控制部;取得输出轴扭矩信息的取得部;以及设定部,当驱动源输出驱动力但车辆停止时,其进行控制以使偏心量增加,将输出轴扭矩达到规定值以上时的偏心量设定为起步前偏心量。规定值是作为停止状态的车辆刚起步前的被传递至输出轴的扭矩而预先设定的值。
Description
技术领域
本发明涉及一种曲柄式无级变速器的变速控制装置。
背景技术
例如,专利文献1记载了这样的无级变速器:将与发动机连接的输入轴的旋转转换为连杆的往复运动,并利用单向离合器将连杆的往复运动转换为输出轴的旋转运动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-1048号公报
发明内容
发明所要解决的课题
图14是例示专利文献1所记载的无级变速器的变速原理的图。专利文献1所记载的无级变速器使与曲轴同步的偏心盘和小齿轮轴的相位差从旋转半径(偏心量R1)=0开始变化,能够以齿轮空档(GN)时的变速比∞起至超速驱动(OD:最小变速比)的比率进行变速。在该无级变速器中,利用用于调节偏心盘与小齿轮轴的相位差的变速致动器(电机)的旋转角,来变更旋转半径(偏心量R1)。
当无级变速器为齿轮空档(GN)状态时,由于发动机的驱动力未被传递至输出轴,搭载了该无级变速器的车辆停止。在车辆停止的状态下,当油门踏板(AP)被踩踏时,变速致动器被驱动,以使偏心量R1增加,当无级变速器的输出轴的扭矩(以下称“输出轴扭矩”)为规定值以上时,车辆起步。
图15是例示性地表示变速致动器的旋转角、偏心量R1以及输出轴扭矩的关系的图。在车辆停止状态中,变速致动器以对应齿轮空档(GN)状态的旋转角(偏心量R1=0)待机。
在该状态下,当油门踏板(AP)被踩踏(AP打开:时刻t0)且偏心量R1渐渐增大时,由于构成变速致动器的齿轮存在松弛(齿隙),因此,即使变速致动器旋转,至实际的偏心量R1变大为止也存在时滞(松弛填塞区域)。因此,在从时刻t0开始至时刻t1的范围内,偏心量R1不增加。
当齿隙被填塞,从时刻t1起实际的偏心量R1从零开始渐渐变大时,输出轴扭矩也随之变大。在图15中,当超过时刻t1时,偏心量R1增加,与此相应地,输出轴扭矩也增加。但是,截止时刻t2的输出轴扭矩在车辆(轮胎)的静摩擦力以下,因此车辆并没有开始移动。
在时刻t2,达到能够克服车辆(轮胎)的静摩擦力的程度的输出轴扭矩时,车辆开始移动。在该时刻,驾驶员(驾驶者)能够感觉到车辆的起步驱动力。
这样,在油门踏板(AP)被踩踏之后,使变速致动器旋转,增大偏心量R1,直至驾驶员能够感觉到车辆的起步驱动力之前,根据变速致动器的松弛(齿隙)和静摩擦力的超越这样的观点,起步时的响应性可能下降。
在车辆停止状态中,作为待机控制值,使变速致动器的旋转角旋转能够抵消变速致动器的松弛(齿隙)的量,由此能够改善齿隙导致的响应性降低。
此外,在车辆停止状态中,作为待机控制值,除了齿隙的量之外,还事先使变速致动器的旋转角旋转,以输出平衡静摩擦力的输出轴扭矩,由此能够改善齿隙和静摩擦力的超越导致的响应性降低。
因此,在车辆停止状态中,为了改善齿隙和静摩擦力的超越导致的响应性降低,必须知道:通过事先使变速致动器旋转,将偏心量R1设定为哪个值比较好。即,如果得到停止状态的车辆在刚起步之前的偏心量R1的值,则能够改善起步时响应性的降低。
本发明的目的在于提供一种可以得到停止状态的车辆在刚起步之前的偏心量的值的无级变速器的变速控制装置。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,技术方案1所述发明是一种无级变速器(例如后述的实施方式中的无级变速器1)的变速控制装置,所述无级变速器具备:
输入轴(例如后述的实施方式中的输入轴2),其被传递来自搭载于车辆上的驱动源(例如后述的实施方式中的内燃机E)的驱动力;
输出轴(例如后述的实施方式中的输出轴3),其被配置成与所述输入轴平行;
曲柄连杆机构(例如后述实施方式中的曲柄连杆机构20),其具有:偏心机构(例如后述的实施方式中的偏心量调节机构4),其能够以所述输入轴为中心旋转,并且距离所述输入轴的轴线(例如后述的实施方式中的旋转中心轴线P1)的偏心量是可变的;以及摆杆(例如后述的实施方式中的摆杆18),其枢转支承于所述输出轴,所述曲柄连杆机构将所述输入轴的旋转运动转换为所述摆杆的摆动运动;以及
单向旋转阻止机构(例如后述的实施方式中的单向离合器17),当所述摆杆欲以所述输出轴为中心向一侧旋转时,所述单向旋转阻止机构相对于所述输出轴固定所述摆杆,当所述摆杆欲以所述输出轴为中心向另一侧旋转时,所述单向旋转阻止机构使所述摆杆相对于所述输出轴空转,
所述无级变速器的变速控制装置具备:
偏心量控制部(例如后述的实施方式中的偏心量控制部103),其控制所述偏心机构的所述偏心量;
输出轴扭矩信息取得部(例如后述的实施方式中的输出轴扭矩信息取得部105),其取得表示被传递至所述输出轴的扭矩的输出轴扭矩信息;以及
起步前偏心量设定部(例如后述的实施方式中的起步前偏心量设定部109),当所述驱动源输出驱动力但所述车辆停止时,所述起步前偏心量设定部利用所述偏心量控制部进行控制以使所述偏心量增加,并将所述输出轴扭矩信息所表示的扭矩达到规定值以上时的所述偏心量设定为所述车辆刚起步前的起步前偏心量,
所述规定值是作为停止状态的所述车辆刚起步前的被传递至输出轴的扭矩而预先设定的值。
第二方面所述的发明在第一方面所述的发明中,
当所述驱动源输出驱动力但所述车辆停止时,利用所述偏心量控制部进行控制以使所述偏心量增加,但是在该控制中所述偏心量至少一度降低的情况下,所述起步前偏心量设定部不进行所述起步前偏心量的设定。
第三方面所述的发明在第一或第二方面所述的发明中,
所述偏心量控制部进行控制,以使所述偏心量每隔规定时间阶梯性增加,且所述规定时间中的所述偏心量恒定。
第四方面所述的发明在第三方面所述的发明中,
所述输出轴扭矩信息所表示的扭矩与该扭矩的目标值之差越小,则每隔所述规定时间的所述偏心量的增加量越小。
第五方面所述的发明在第一至第四的任意一个方面所述的发明中,
所述无级变速器具备多个所述曲柄连杆机构,
所述多个曲柄连杆机构的各偏心机构在所述输入轴的周向上每隔规定角度偏心地配置。
所述变速控制装置具备:平均值计算部(例如后述的实施方式中的平均值计算部107),其计算所述输出轴扭矩信息所表示的扭矩的每单位时间的平均值,
当所述驱动源输出驱动力但所述车辆停止时,所述起步前偏心量设定部利用所述偏心量控制部进行控制以使所述偏心量增加,并将由所述平均值计算部算出的平均值达到所述规定值以上时的所述偏心量设定为所述起步前偏心量。
第六方面所述的发明在第一至第五的任意一个方面所述的发明中,
在由所述起步前偏心量设定部设定了所述起步前偏心量之后,所述偏心量控制部进行控制,以使所述车辆停止中的所述偏心量成为所述起步前偏心量。
发明的效果
根据第一方面的发明,由于规定值是表示停止状态的车辆刚起步前的扭矩的值,因此能够得到输出刚抵消车辆停止中的静摩擦力前的扭矩时的偏心量的值作为起步前偏心量。
根据第二方面的发明,即使在偏心量控制部的控制中偏心量由于外因等降低,输出轴也残存扭矩增加的倾向。因此,即使降低后再次增加偏心量,输出轴扭矩信息所表示的扭矩达到规定值以上时的偏心量也含有误差。因此,含有该误差的偏心量不被设定为起步前偏心量。
根据第三方面的发明,进行控制使偏心量每隔规定时间阶梯性增加,并使规定时间中的偏心量恒定,由此,能够确保与偏心量对应的、被传递至输出轴的扭矩达到稳定为止的时间。其结果,能够防止输出轴扭矩信息所表示的扭矩达到规定值以上时的偏心量过冲。
根据第四方面的发明,偏心量的增加量最开始大且渐渐变小,因此能够防止起步前偏心量过冲。
根据第五方面的发明,通过计算每单位时间的平均值,能够得到抑制被传递至输出轴的扭矩的脉动的值。
根据第六方面的发明,由于起步前偏心量被设定为刚起步前的偏心量,因此起步时的响应性提高。即,在当车辆位于停止状态时油门踏板被踩踏直至实际上起步为止的期间,不发生时滞。
附图说明
图1是表示包括本实施方式的无级变速器在内的车辆的内部结构的框图。
图2是表示本实施方式的无级变速器的结构的剖视图。
图3是从轴向观察图2的无级变速器的偏心量调节机构、连杆以及摆杆的图。
图4是表示图2的无级变速器的偏心量调节机构引起的偏心量的变化的图。
图5是表示本实施方式的偏心量调节机构引起的偏心量的变化与摆杆的摆动运动的摆动角度范围的关系的图。
图6是表示图2的无级变速器的与旋转半径调节机构的旋转半径的变化相对应的摆杆的角速度的变化的曲线图。
图7是表示通过无级变速器的曲柄连杆机构使输出轴旋转的状态的曲线图。
图8是表示使偏心量R1从0起增加的情况下的输出轴扭矩的变化的一个例子的曲线图。
图9是表示被控制为车辆不起步的程度的任意的偏心量时的6个曲柄连杆机构中的各摆杆的摆动角和扭矩传递状态、以及偏心量降低时的各摆杆的摆动角和扭矩传递状态的图。
图10是表示管理ECU的内部结构的框图。
图11是表示本实施方式的偏心量控制部的偏心量R1的指示值R1_cmd与输出轴扭矩的各时间变化的一个例子的曲线图。
图12是表示偏心量控制部的每隔规定时间tp的指示值R1_cmd的增加量、与固定时间Tc内的输出轴扭矩和目标值的差D之间的关系的曲线图。
图13是表示管理ECU的动作的流程图。
图14是例示专利文献1所记载的无级变速器的变速原理的图。
图15是例示性地表示变速致动器的旋转角、偏心量以及输出轴扭矩的关系的图。
标号说明
1:无级变速器;
2:输入轴;
2a:切孔;
3:输出轴;
4:旋转半径调节机构;
5:凸轮盘;
6:旋转盘;
6a:接受孔;
6b:内齿;
7:小齿轮轴;
7a:外齿;
8:差动机构;
9:太阳齿轮;
10:第1齿圈;
11:第2齿圈;
12:带阶梯小齿轮;
12a:大径部;
12b:小径部;
13:行星架;
14:致动器;
14a:旋转轴;
15:连杆;
15a:大径环状部;
15b:小径环状部;
16:连杆轴承;
17:单向离合器;
18:摆杆;
18a:摆动端部;
18b:突片;
18c:贯通孔;
18d:环状部;
19:连结销;
20:曲柄连杆机构;
31:管理ECU;
33:输出轴扭矩传感器;
101:动作开始决定部;
103:偏心量控制部;
105:输出轴扭矩信息取得部;
107:平均值计算部;
109:起步前偏心量设定部;
D:差动齿轮;
P1:输入轴2的旋转中心轴线;
P2:凸轮盘5的中心;
P3:旋转盘6的中心;
P4:输出轴3的旋转中心轴线;
P5:连结销19的中心;
Ra:P1与P2的距离;
Rb:P2与P3的距离;
R1:P1与P3的距离(偏心量,旋转半径调节机构4的旋转半径);
R2:P4与P5的距离(摆杆18的长度);
S:传动轴;
SC:动力传递切换机构;
W:驱动轮;
θ1:旋转半径调节机构4的相位;
θ2:摆杆18的摆动范围。
具体实施方式
下面,例示性地详细说明本发明的实施方式。但是,本实施方式所记载的构成要素只是示例,本发明的技术范围由权利要求书确定,并不受以下个别实施方式限定。
图1是表示包括本实施方式的无级变速器在内的车辆的内部结构的框图。搭载于图1所示的车辆上的无级变速器1将来自内燃机E的驱动力经由左右的车轴S传递至驱动轮W、W。车辆还具备致动器14、动力传递切换机构SC、差动齿轮D、管理ECU31以及输出轴扭矩传感器33。另外,图1中的虚线的箭头表示值数据,实线的箭头表示含有指示内容的控制信号。
致动器14是驱动无级变速器1的偏心机构而变更无级变速器1的变速比(比率)的电动机,其以使旋转轴成为由管理ECU31指示的动作角度的方式进行动作。动力传递切换机构SC可以将车辆的档位切换为驻车档、倒车档、空档以及前进档中的任意一个。另外,选择为空档时的无级变速器1与驱动轮W、W之间的动力传递路径被切断。差动齿轮D吸收左右驱动轮W、W的旋转差。
管理ECU31进行致动器14、内燃机E以及动力传递切换机构SC等的控制。如上所述,由于通过致动器14的动作角度变更无级变速器1的变速比,因此管理ECU31控制致动器14,由此控制无级变速器T的变速比。输出轴扭矩传感器33测量被传递至无级变速器1的输出轴的扭矩。
<无级变速器的结构>
参照图2和图3对本实施方式的无级变速器1的结构进行说明。本实施方式的无级变速器1是能够使变速比i(i=输入轴的转速/输出轴的转速)为无穷大(∞)从而使输出轴的转速为“0”的变速器、即所谓的IVT(Infinity Variable Transmission:无限变速器)的一种。
本实施方式的无级变速器1具备输入轴2、输出轴3和6个偏心量调节机构4。输出轴3具有中空结构,配置成贯穿输出轴3内的驱动轴S与车辆的左右车轮W(驱动轮)连接。动力传递切换机构SC和差动齿轮D配置在输出轴3的右端侧。
输入轴2由中空的部件构成,接受来自内燃机E的驱动力,以旋转中心轴线P1为中心被旋转驱动。
输出轴3以与输入轴2平行的方式配置于在水平方向上与输入轴2分离的位置,且经由动力传递切换机构SC和差动齿轮D等将驱动力传递至汽车的驱动轴S。
偏心量调节机构4分别是驱动力输入部,并设置成以输入轴2的旋转中心轴线P1为中心旋转,具有作为凸轮部的凸轮盘5、作为偏心部件的偏心盘6、以及小齿轮轴7。
凸轮盘5是圆盘形状,其以从输入轴2的旋转中心轴线P1偏心且与输入轴2一体地旋转的方式2个成1组地设置于输入轴2。每1组凸轮盘5分别设定成使相位错开60°,并且配置成以6组凸轮盘5在输入轴2的周向上围成一圈。
偏心盘6为圆盘形状,在从其中心P3偏心的位置设有接受孔6a,1组凸轮盘5以能够旋转的方式被支承为夹持该接受孔6a。
偏心盘6的接受孔6a的中心形成为:从输入轴2的旋转中心轴线P1至凸轮盘5的中心P2(接受孔6a的中心)的距离Ra和从凸轮盘5的中心P2至偏心盘6的中心P3的距离Rb相同。另外,在偏心盘6的接受孔6a中,在被1组凸轮盘5夹持的内周面设有内齿6b。
小齿轮轴7在输入轴2的中空部内配置成与输入轴2同心,且通过小齿轮轴承7b以能够相对旋转的方式枢转支承于输入轴2的内周面。另外,在小齿轮轴7的外周面设有外齿7a。进而,在小齿轮轴7上连接有差动机构8。
在输入轴2上的1组凸轮盘5之间,形成有切孔2a,所述切孔2a在与凸轮盘5的偏心方向对置的位置使内周面和外周面连通,小齿轮轴7的外齿7a通过该切孔2a与偏心盘6的接受孔6a的内齿6b啮合。
差动机构8为行星齿轮机构,其具有:太阳齿轮9;与输入轴2连结的第1齿圈10;与小齿轮轴7连结的第2齿圈11;和行星架13,其将带阶梯小齿轮12枢转支承成能够自转和公转,所述带阶梯小齿轮12由与太阳齿轮9及第1齿圈10啮合的大径部12a和与第2齿圈11啮合的小径部12b构成。另外,差动机构8的太阳齿轮9与小齿轮轴7驱动用的致动器14(偏心量调节用驱动源)的旋转轴14a连结。
并且,在该致动器14的转速与输入轴2的转速相同的情况下,太阳齿轮9和第1齿圈10以同一速度旋转,太阳齿轮9、第1齿圈10、第2齿圈11以及行星架13这4个构件成为不能相对旋转的锁定状态,与第2齿圈11连结的小齿轮轴7与输入轴2以同一速度旋转。
此外,在使致动器14的转速比输入轴2的转速慢的情况下,如果设太阳齿轮9的转速为Ns,设第1齿圈10的转速为NR1,设太阳齿轮9与第1齿圈10的传动比(第1齿圈10的齿数/太阳齿轮9的齿数)为j,则行星架13的转速为(j·NR1+Ns)/(j+1)。另外,如果设太阳齿轮9与第2齿圈11的传动比((第2齿圈11的齿数/太阳齿轮9的齿数)×(带阶梯小齿轮12的大径部12a的齿数/小径部12b的齿数))为k,则第2齿圈11的转速为{j(k+1)NR1+(k-j)Ns}/{k(j+1)}。
因此,在使致动器14的转速比输入轴2的转速慢、且固定有凸轮盘5的输入轴2的转速与小齿轮轴7的转速相同的情况下,偏心盘6与凸轮盘5一体地旋转。另一方面,在输入轴2的转速与小齿轮轴7的转速之间存在差的情况下,偏心盘6以凸轮盘5的中心P2为中心绕凸轮盘5的周缘旋转。
如图3所示,偏心盘6相对于凸轮盘5偏心为:从P1至P2的距离Ra和从P2至P3的距离Rb相等。因此,还能够使偏心盘6的中心P3与输入轴2的旋转中心轴线P1位于同一线上,从而使输入轴2的旋转中心轴线P1与偏心盘6的中心P3之间的距离、即偏心量R1为“0”。
连杆15以能够旋转的方式支承于偏心盘6的外缘部。连杆15在一个端部具有大径的大径环状部15a,在另一个端部具有小径的小径环状部15b。连杆15的大径环状部15a通过连杆轴承16支承于偏心盘6的外缘部。
摆杆18通过作为单向旋转阻止机构的单向离合器17(单向式离合器)连结于输出轴3。单向离合器17在以输出轴3的旋转中心轴线P4为中心欲向一侧旋转的情况下相对于输出轴3固定摆杆18,在欲向另一侧旋转的情况下相对于输出轴3使摆杆18空转。
在摆杆18上设有摆动端部18a,在摆动端部18a上设有一对突片18b,该一对突片18b形成为能够在轴向上将小径环状部15b夹入。在一对突片18b上贯穿设置有与小径环状部15b的内径对应的贯通孔18c。通过将连结销19插入贯通孔18c和小径环状部15b,由此将连杆15和摆杆18连结起来。另外,在摆杆18上设有环状部18d。
接下来,参照图3~图5对本实施方式的无级变速器1的曲柄连杆机构进行说明。
如图3所示,在本实施方式的无级变速器1中,由偏心量调节机构4、连杆15、摆杆18构成了曲柄连杆机构20(四节连杆机构)。
利用曲柄连杆机构20,将输入轴2的旋转运动转换为摆杆18的以输出轴3的旋转中心轴线P4为中心的摆动运动。如图2所示,本实施方式的无级变速器1共计具备6个曲柄连杆机构20。
在曲柄连杆机构20中,如果在偏心量调节机构4的偏心量R1不为“0”的情况下使输入轴2和小齿轮轴7以同一速度旋转,则各连杆15每60度改变相位,同时在输入轴2与输出轴3之间交替地反复向输出轴3侧推压或向输入轴2侧牵引,从而使摆杆18摆动。
并且,由于在摆杆18与输出轴3之间设有单向离合器17,因此,在摆杆18被推压的情况下,摆杆18被固定而使得摆杆18的摆动运动产生的扭矩被传递至输出轴3,从而使得输出轴3旋转,在摆杆18被牵引的情况下,摆杆18空转,摆杆18的摆动运动产生的扭矩没有被传递至输出轴3。6个偏心量调节机构4分别配置成每60度地改变相位,因此,输出轴3依次通过6个偏心量调节机构4被旋转驱动。
另外,如图4所示,在本实施方式的无级变速器1中,可以利用偏心量调节机构4调节偏心量R1。
图4(a)表示使偏心量R1为“最大”的状态,小齿轮轴7和偏心盘6位于使输入轴2的旋转中心轴线P1、凸轮盘5的中心P2以及偏心盘6的中心P3排列成一条直线的位置。这种情况下的变速比i为最小。图4(b)表示使偏心量R1成为比图4(a)小的“中等”的状态,图4(c)表示使偏心量R1成为比图4(b)更小的“小”的状态。在图4(b)中示出了使变速比i成为比图4(a)的变速比i大的“中等”的状态,在图4(c)中示出了使变速比i成为比图4(b)的变速比i大的“大”的状态。图4(d)示出了使偏心量R1成为“0”的状态,输入轴2的旋转中心轴线P1与偏心盘6的中心P3位于同心的位置。这种情况下的变速比i变为无穷大(∞)。
图5示出了本实施方式的偏心量调节机构4引起的偏心量R1的变化与摆杆18的摆动运动的摆动角度范围的关系。
图5(a)示出了偏心量R1为图4(a)的“最大”的情况(变速比i为最小的情况)下的、与偏心量调节机构4的旋转运动相对应的摆杆18的摆动范围θ2,图5(b)示出了偏心量R1为图4(b)的“中等”的情况(变速比i为中等的情况)下的、与偏心量调节机构4的旋转运动相对应的摆杆18的摆动范围θ2,图5(c)示出了偏心量R1为图4(c)的“小”的情况(变速比i为大的情况)下的、与偏心量调节机构4的旋转运动相对应的摆杆18的摆动范围θ2。在此,从输出轴3的旋转中心轴线P4至连杆15与摆动端部18a的连结点、即至连结销19的中心P5为止的距离为摆杆18的长度R2。
根据图5可以明确,随着偏心量R1变小,摆杆18的摆动角度范围θ2变窄,在偏心量R1变为“0”的情况下,摆杆18不再摆动。
图6是以无级变速器1的偏心量调节机构4的相位θ1为横轴、并以摆杆18的角速度ω为纵轴,来表示与偏心量调节机构4的偏心量R1的变化相伴随的角速度ω的变化的关系的图。根据图6可以明确,偏心量R1越大(变速比i越小),摆杆18的角速度ω越大。图7是表示使6个偏心量调节机构4旋转时(使输入轴2和小齿轮轴7以同一速度旋转时)的、与偏心量调节机构4的相位θ1相对的各摆杆18的角速度ω的图。由图7可知,通过6个曲柄连杆机构20使输出轴3顺利地旋转。
<起步前偏心量的取得>
在本实施方式中,为了提高搭载了上述说明的无级变速器1的车辆在起步时的响应性,取得停止状态的车辆刚起步前的偏心量(起步前偏心量)R1s。如果控制为在车辆停止中使偏心量R1成为起步前偏心量R1s,则在油门踏板被踩踏直至实际上起步为止的期间不发生时滞,因此起步时的响应性提高。
取得起步前偏心量R1s的方法之一在于,测量车辆从停止状态实际开始移动时的偏心量R1。根据该方法,如图8的(a)侧的曲线图所示,只要能够在车辆停止中使偏心量R1从0单调地增加,并测量车辆实际上开始移动时的偏心量R1即可,然而如图8的(b)侧的曲线图所示,当在偏心量R1的增加控制中由于外因等而导致偏心量R1降低时,不能取得正确的起步前偏心量R1s。这是因为,在偏心量R1的增加控制中即使偏心量R1降低,无级变速器1的输出轴3也残余扭矩(输出轴扭矩)增加的倾向。在图8所示的(b)侧的曲线图中,在偏心量R1的增加控制中偏心量R1降低2次,但输出轴扭矩与(a)侧的曲线图一样连续增加。
图9是表示被控制为车辆不起步的程度的任意的偏心量时的6个曲柄连杆机构中的各摆杆的摆动角和扭矩传递状态、以及偏心量降低时的各摆杆的摆动角和扭矩传递状态的图。在图9的(a)侧的曲线图所示的例子中,摆杆#1、#3、#5相对于输出轴3向实线箭头所示的扭矩传递方向旋转,因此通过单向离合器17被固定于输出轴3,从而将扭矩传递至输出轴3。另一方面,摆杆#2、#4、#6相对于输出轴3向虚线箭头所示的扭矩释放方向旋转,因此相对于输出轴3空转。当对偏心量R1进行增加控制时,即使由于外因等而导致偏心量R1降低、摆杆18的摆动范围θ2变窄,摆杆#1、#3、#5向输出轴3传递的扭矩的增加倾向也由于单向离合器17与各摆杆牢固地卡合而没有立即改变。尤其在摆杆#1处最牢固地卡合,因此从摆杆#1传递至输出轴3的扭矩的增加倾向容易残存。因此,如图9的(b)侧的曲线图所示,虽然偏心量R1下降,摆动范围θ2变窄,但从摆杆#1、#3、#5传递至输出轴3的扭矩的增加倾向不变,如图8所示的那样,输出轴扭矩连续增加。
这样,在车辆停止中使偏心量R1从0单调地增加、并测量车辆实际上开始移动时的偏心量R1的上述方法中,当在偏心量R1的增加控制中由于外因等而导致偏心量R1降低时,不能取得正确的起步前偏心量R1s。因此,在本实施方式中,通过以下说明的技术取得起步前偏心量R1s。
如图1所示,无级变速器1的输出轴3上设有输出轴扭矩传感器33。输出轴扭矩传感器33是检测输出轴3的扭转量的拾取传感器等,其测量对应于扭转量的输出轴扭矩。另外,输出轴扭矩传感器33还可以检测摆杆18的扩管量,并测量对应于该扩管量的输出轴扭矩。所谓“扩管”是指,当利用单向离合器17使摆杆18相对于输出轴3固定、将扭矩传递至输出轴3时,摆杆18被单向离合器17从内侧推压,其外径微小地增加。此外,“扩管量”是指扩管时的摆杆18的外径的增大量。
表示输出轴扭矩传感器33测量出的值的信号(输出轴扭矩信息)被输入至图1所示的管理ECU31。另外,表示制动踏板踏力(BRK踏力)的信号也被输入至管理ECU31。
图10是表示管理ECU31的内部结构的框图。如图10所示,管理ECU31具有动作开始决定部101、偏心量控制部103、输出轴扭矩信息取得部105、平均值计算部107以及起步前偏心量设定部109。
动作开始决定部101首先判断车辆是否满足规定的条件。所谓规定的条件是档位为前进档(D档),并且BRK踏力不为0的状态。即,如下状态是规定的条件:档位被设定为D档,但由于驾驶员踩踏制动踏板,因此车辆停止。另外,当档位为D档时,内燃机E当然驱动。另外,作为规定条件的其它例子,也可以将以下状态作为所述规定的条件:在无级变速器1的输出轴3上设有制动结构的情况下,档位为驻车档(P档)或空档(N档)时,驱动轮W、W和无级变速器1被切断,并且,虽然内燃机E驱动,但对输出轴3施加有制动。
如果动作开始决定部101判断为车辆满足规定的条件,则接着判断无级变速器1是否为齿轮空档(GN)状态。如果偏心量控制部103向致动器14发送的偏心量R1的指示值为0,则动作开始决定部101判断为无级变速器1为GN状态。如果动作开始决定部101判断为车辆满足规定的条件并且无级变速器1为GN状态,则决定用于取得起步前偏心量R1s的动作开始。
当动作开始决定部101决定用于取得起步前偏心量R1s的动作开始时,偏心量控制部103、输出轴扭矩信息取得部105、平均值计算部107以及起步前偏心量设定部109执行以下的动作。偏心量控制部103向致动器14输出偏心量R1的指示值R1_cmd,以使无级变速器1中的偏心量调节机构4的偏心量R1变为期望的值。输出轴扭矩信息取得部105取得表示输出轴扭矩传感器33所测量出的值的信号(输出轴扭矩信息)。平均值计算部107计算输出轴扭矩信息所表示的扭矩(输出轴扭矩)的每单位时间的平均值(以下称为“输出轴扭矩平均值”。)。通过计算输出轴扭矩的每单位时间的平均值,得到了抑制扭矩的脉动的值。
起步前偏心量设定部109将偏心量控制部对偏心量R1的控制结果、即当输出轴扭矩平均值达到目标值以上时的偏心量R1的指示值R1_cmd设定为车辆刚起步前的起步前偏心量R1s。目标值是作为停止状态的车辆刚起步前的输出轴扭矩平均值而预先设定的值。起步前偏心量R1s被设定之后,偏心量控制部103进行控制,以使车辆在停止中的偏心量R1变为起步前偏心量R1s。
图11是表示本实施方式的偏心量控制部103的偏心量R1的指示值R1_cmd与输出轴扭矩的各时间变化的一个例子的曲线图。在图11中,输出轴扭矩平均值通过点划线表示。如图11所示,偏心量控制部103进行控制,使指示值R1_cmd每隔规定时间tp阶梯性增加,并使规定时间tp中的指示值R1_cmd的值恒定。另外,即使致动器14接受值高的指示值R1_cmd,在产生与该指示值R1_cmd的偏心量R1对应的输出轴扭矩为止也需要时间(输出轴扭矩的过渡响应时间)。因此,规定时间tp被设定为包括能想到的最长的输出轴扭矩的过渡响应时间和固定时间Tc的时间。另外,固定时间Tc是规定时间tp的最后尾的时间段。这样,通过使规定时间tp中的指示值R1_cmd的值恒定,能够确保至对应于偏心量R1的、被传递至输出轴3的扭矩达到稳定为止的时间。其结果,能够防止输出轴扭矩的平均值达到目标值以上时的偏心量过冲。
另外,如图12所示,固定时间Tc内的输出轴扭矩平均值和目标值的差D越小,则偏心量控制部103的每隔规定时间tp的指示值R1_cmd的增加量被设定得越小。例如,相对于与图11所示的时刻t1紧前的固定时间Tc内的输出轴扭矩平均值和目标值的差D1相应的指示值R1_cmd的增加量Δ1,由于时刻t2紧前的固定时间Tc内的输出轴扭矩平均值与目标值的差D2比差D1小,因此指示值R1_cmd的增加量Δ2比增加量Δ1小。通过该设定,指示值R1_cmd的增加量最开始大且渐渐变小,因此能够防止起步前偏心量R1s过冲。
在偏心量控制部103进行上述说明的控制时由于外因等而使得偏心量R1一度降低的情况下,由于输出轴3残存扭矩增加的倾向,因此输出轴扭矩的平均值达到目标值以上时的偏心量R1的指示值R1_cmd含有误差。因此,起步前偏心量设定部109不将含有该误差的指示值R1_cmd设定为起步前偏心量R1s。
图13是表示管理ECU31的动作的流程图。如图13所示,管理ECU31的动作开始决定部101判断车辆是否满足规定的条件(步骤S101)。所谓规定的条件是档位为前进档(D档),并且BRK踏力不为0的状态。在步骤S101中,当满足规定的条件时进入步骤S103,不满足规定的条件时结束处理。在步骤S103中,动作开始决定部101判断无级变速器1是否为齿轮空档(GN)状态。在步骤S103中,如果无级变速器1为GN状态,则进入步骤S105,如果不为GN状态,则结束处理。
在步骤S105中,偏心量控制部103进行控制,使偏心量R1的指示值R1_cmd每隔规定时间阶梯性增加,并使规定时间中的指示值R1_cmd的值恒定。此时,在偏心量R1降低的情况下(步骤S107:否),结束处理。在步骤S109中,起步前偏心量设定部109判断输出轴扭矩平均值是否为目标值以上,如果为目标值以上则进入步骤S111,如果不足目标值则返回步骤S105。在步骤S111中,起步前偏心量设定部109将输出轴扭矩平均值为目标值以上时的指示值R1_cmd设定为起步前偏心量R1s。
如以上所说明的那样,在本实施方式中,在内燃机E驱动的状态下,档位被设定为D档,但由于驾驶员踩踏制动踏板,因而车辆停止,此时,如果无级变速器1为齿轮空档(GN)状态,则偏心量控制部103进行控制,以使无级变速器1的偏心量R1的指示值R1_cmd每隔规定时间阶梯性增加,起步前偏心量设定部109将输出轴扭矩达到目标值以上时的指示值R1_cmd设定为车辆刚起步前的起步前偏心量R1s。由于目标值是作为停止状态的车辆刚起步前的输出轴扭矩而预先设定的值,因此能够得到输出刚抵消车辆停止中的静摩擦力前的输出轴扭矩时的偏心量R1的值作为起步前偏心量R1s。
此外,起步前偏心量R1s被设定之后,偏心量控制部103进行控制,以使车辆停止中的偏心量R1变为起步前偏心量R1s。因而,起步时的响应性提高。即,在当车辆位于停止状态时油门踏板被踩踏直至实际上起步的期间,不发生时滞。
另外,本发明并不限定于上述实施方式,能够进行适当的变形、改良等。
Claims (6)
1.一种无级变速器的变速控制装置,所述无级变速器具备:
输入轴,其被传递来自搭载于车辆上的驱动源的驱动力;
输出轴,其被配置成与所述输入轴平行;
曲柄连杆机构,其具有:偏心机构,其能够以所述输入轴为中心旋转,并且距离所述输入轴的轴线的偏心量是可变的;以及摆杆,其枢转支承于所述输出轴,所述曲柄连杆机构将所述输入轴的旋转运动转换为所述摆杆的摆动运动;以及
单向旋转阻止机构,当所述摆杆欲以所述输出轴为中心向一侧旋转时,所述单向旋转阻止机构相对于所述输出轴固定所述摆杆,当所述摆杆欲以所述输出轴为中心向另一侧旋转时,所述单向旋转阻止机构使所述摆杆相对于所述输出轴空转,
所述无级变速器的变速控制装置具备:
偏心量控制部,其控制所述偏心机构的所述偏心量;
输出轴扭矩信息取得部,其取得表示被传递至所述输出轴的扭矩的输出轴扭矩信息;以及
起步前偏心量设定部,当所述驱动源输出驱动力但所述车辆停止时,所述起步前偏心量设定部利用所述偏心量控制部进行控制以使所述偏心量增加,并将所述输出轴扭矩信息所表示的扭矩达到目标值以上时的所述偏心量设定为所述车辆刚起步前的起步前偏心量,
所述目标值是作为停止状态的所述车辆刚起步前的被传递至所述输出轴的扭矩而预先设定的值。
2.根据权利要求1所述的无级变速器的变速控制装置,其中,
当所述驱动源输出驱动力但所述车辆停止时,利用所述偏心量控制部进行控制以使所述偏心量增加,但是在该控制中所述偏心量至少一度降低的情况下,所述起步前偏心量设定部不进行所述起步前偏心量的设定。
3.根据权利要求1或2所述的无级变速器的变速控制装置,其中,
所述偏心量控制部进行控制,以使所述偏心量每隔规定时间阶梯性增加,且所述规定时间中的所述偏心量恒定。
4.根据权利要求3所述的无级变速器的变速控制装置,其中,
所述输出轴扭矩信息所表示的扭矩与所述目标值之差越小,则每隔所述规定时间的所述偏心量的增加量越小。
5.根据权利要求1所述的无级变速器的变速控制装置,其中,
所述无级变速器具备多个所述曲柄连杆机构,
所述多个曲柄连杆机构的各偏心机构在所述输入轴的周向上每隔规定角度偏心地配置,
所述变速控制装置具备:平均值计算部,其计算所述输出轴扭矩信息所表示的扭矩的每单位时间的平均值,
当所述驱动源输出驱动力但所述车辆停止时,所述起步前偏心量设定部利用所述偏心量控制部进行控制以使所述偏心量增加,并将由所述平均值计算部算出的平均值达到所述规定值以上时的所述偏心量设定为所述起步前偏心量。
6.根据权利要求1所述的无级变速器的变速控制装置,其中,
在由所述起步前偏心量设定部设定了所述起步前偏心量之后,所述偏心量控制部进行控制,以使所述车辆停止中的所述偏心量成为所述起步前偏心量。
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