CN1089873C - 连续变速的带式传动装置 - Google Patents

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Abstract

连续变速的带式传动装置(1)，具有用来控制主动/从动带轮(5、8)侧压力的单一的控制阀(40)，以及对控制阀(40)进行控制的控制器(60)。控制器(60)具有修正装置(63)，用以在带传动扭矩的极性有变化时对带传动扭矩加以修正。该修正装置(63)在一段时间内对带传动扭矩叠加一个与油门开/关时所发生的尖峰扭矩(Tp)相对应的修正值(TDG)。于是，由于带传动扭矩已根据尖峰扭矩而作了修正，带轮(5，8)的侧压力就能随时保持为适当的值，并且防止了金属V型带(7)的打滑。

Description

连续变速的带式传动装置
本发明涉及连续变速的带式传动装置，它能够防止V型带的打滑，使所要求的带传动扭矩作用在V型带上。
这一类型的连续变速带式传动装置可以包括例如这样的传动装置：其金属V型带围绕在主动带轮和被动带轮上，两个带轮的宽度分别可以变化，通过控制主动带轮和被动带轮的带轮宽度来改变传动比，从而实现对传动比的控制。
在这种类型的连续变速带式传动装置中，设有液压缸以产生作用于主动带轮和被动带轮各自的可动半轮上的侧压力。传动比的控制是通过这些由液压缸控制的带轮侧压力而实现的，带轮侧压力驱使主动带轮和被动带轮各自的可动半轮移动，从而控制每个带轮上的V型带的半径。
传动比控制中所涉及的带轮侧压力是根据V型带所传递的扭矩而设定的。由于这个扭矩(即，带传动扭矩)是由作用在V型带和限定了主动带轮及被动带轮的带轮侧表面的各个沟槽之间的摩擦力所产生的，由这个摩擦力所产生的带传动扭矩就应该这样设定，即它应大于由V型带所传递的实际扭矩(实际传递扭矩)。通过对带轮侧压力给出一个余量，因而使所设定的带传动扭矩大于实际传递扭矩，就可以防止由于在V型带和主动带轮(或被动带轮)之间发生打滑而引起的传动带使用寿命的降低。
这样就希望所设定的带轮侧压力具有一个预定的余量，以防止V型带打滑。然而，当带轮侧压力的余量设置过大时，就要求液压泵具备很大的驱动功率。在某些情况下，这将由于驱动液压泵时功率消耗的增加而导致发动机燃油消耗而使效率降低，并由于过大的应力作用在传动带上而导致传动带使用寿命的降低。
为了解决这类问题，在现有技术的连续变速带式传动装置中有这样的一些结构：它们将带传动扭矩控制在尽可能接近实际传递扭矩的一个范围内，通过适当地控制带轮侧压力而防止V型带的打滑。
例如，在日本专利公开No.HEI 2-45062中，公开了一种连续变速的带式传动装置，其中的发动机输出扭矩是通过发动机速度和进气口负压计算出来的。根据这个发动机机输出扭矩和减速比计算出合适的带轮侧压力。用这些合适的带轮侧压力产生出不发生V型带打滑的带传动扭矩。
在日本专利公开No.SHO 63-222943中，公开了一种连续变速的带式传动装置。其中，针对在传动系统中发生的动力损失而对计算出的发动机扭矩进行修正，以获得实际传递的发动机扭矩，并根据这一修正后的发动机扭矩求得带轮侧压力。
在日本专利公开No.HEI 3-38517中，公开了一种连续变速的带式传动装置。其中，在带轮的转动发生变化时所产生的惯性扭矩被予以考虑，并进行针对惯性扭矩的修正，以此计算出转动变化时的正确的传动扭矩。因而实现更为精确的带轮侧压力控制。
在传统的连续变速带式传动装置中，无论是当传递给主动带轮的实际传递扭矩是正的(即，发动机正驱动着主动带轮)，还是当实际传递扭矩是负的(即，一个驱动力正沿着发动机驱动力的相反方向从主动带轮作用于发动机上)，  这两种情况之间不存在区别，在其中每一情况下都进行相同的带轮侧压力控制。
因而这就存在着一个问题：尽管当传递给主动带轮的实际传递扭矩是正值时，能够通过对发动机输出扭矩(或类似参数)的计算而精确地计算出传动扭矩，并实现带轮侧压力的精确控制，然而，当实际传递扭矩为负值时，实际传递扭矩中的偏差就较大，因而就难以进行带轮侧压力的精确控制。
当实际传递扭矩为负时造成偏差较大的原因例如可包括：各个发动机在其摩擦扭矩(发动机制动扭矩)上的偏差，摩损时间，在扭矩发生正负变化时(例如由正扭矩变为负扭矩)由于动力传递齿轮的啮合齿面的变换而引起的尖峰扭矩，以及尖峰扭矩的延续时间等。由于因这些因素所引起偏差和变化较大，所以当实际传递扭矩为负时，难以计算出实际的传递扭矩，因而就需要对实际传递扭矩的计算值给予一个较大的幅度。
然而，在给予实际传递扭矩计算值一个较大的幅度时，也需要为带轮侧压力设定较大的余量。因而就使发动机燃油消耗效率下降，以及降低V型带的使用寿命。
因此，本发明的目的是要提供一种连续变速的带式传动装置。在这种传动装置中，能够防止由于尖峰扭矩而引起的金属V型带的打滑。这些尖峰扭矩是当油门开/关变化(即油门从开启变为关闭，或从关闭变为开启)时发生了扭矩极性的变化，在因此而发生的齿轮(或类似元件)啮合表面进行变换时产生的。
在根据本发明的连续变速带式传动装置中，控制器设有一个修正装置，用以在带传动扭矩的极性发生变化时，对由带传动扭矩计算器所计算出的带传动扭矩进行修正。这就是说，由于带传动扭矩已作了修正，以考虑到油门开/关时所产生的尖峰扭矩，带轮侧压力就被随时保持为适当的值，并且能够防止金属V型带的打滑。
修正装置在一段预定的时间内为带传动扭矩施加一个补偿计算值，该补偿计算值与油门开/关变化时所产生的带传动扭矩的尖峰扭矩相对应。于是，由于带传动扭矩在发生尖峰扭矩的这段时间内被增大了，这样就能够防止金属V型带的打滑以及延长带的使用寿命。
图1是表示本发明连续变速带式传动装置的总体结构的示意图。
图2是带有变矩器的连续变速带式传动装置实例的示意图。
图3是液压线路图，表示了传动装置中带轮侧压力控制阀和传动比控制阀的结构。
图4A是本发明传动装置的控制器的功能方框图。
图4B是局部的方框图，表示了设有变矩器的连续变速动装置的控制器中传动扭矩计算器的主要部分。
图5是表示控制器中修正装置的详细情况的功能方框图。
图6A和6B是油门开/关时的尖峰扭矩的波形图。
图7是表示图4控制器工作的流程图。
图8是控制器中计算带传动扭矩的流程图。
图9是以发动机进气口负压信号PB为参变数的，发动机扭矩TEPB作为发动机速度信号Ne的函数的特性曲线(TEPB图)。
图10是发动机摩擦扭矩FE作为发动机速度信号Ne的函数的特性曲线(FE图)。
图11是空调机擦扭矩FAC的特性曲线。
图12是发动机惯性系统的惯性扭矩IE和主动带轮惯性的惯性扭矩IDR作为驱动加速度信号DNDR的函数的特性曲线(IE、IDR图)。
图13是泵摩擦扭矩FPUMP作为高侧压控制压力信号PH的函数的特性曲线(FPUMP图)。
图14是带传动摩擦扭矩FBLT作为减速比i的函数的特性曲线，并以低侧压控制压力信号PL作为参变数(FBLT图)。
图15是目标侧压力PL作为减速比信号i的函数的特性曲线，并以带传动扭矩信号TBLT作为参变数(目标侧压力图)。
图16是线圈电流(L/SOL电流)作为目标侧压力信号PL的函数的特性曲线(L/SOL电流图)。
图17是控制背压PHLC作为线圈电流(L/SOL电流)信号的函数的特性曲线(PHLC图)。
图18是高侧压控制压力PH和低侧压控制压力PL作为控制背压信号PHLC的函数的特性曲线(PH-PL特性图)。
图19是输出压力PDR，PDN作为传动比控制阀开启角度的函数的特性曲线。以及
图20是扭矩比λ作为变矩器输出转速比e的函数的特性曲线(e-λ特性图)。
现在结合附图详细描述本发明的优选实施例。
参见图1，连续变速的带式传动装置1包括：安装在输入轴2和副轴3之间的金属V型带机构4，由安装在输入轴2和主动带轮5之间的双行星齿轮的行星齿轮装置所构成的正-反向转换机构20，以及安装在副轴3和输出件(即差动机构29)之间的起动离合器26。
连续变速的带式传动装置1还具有液压泵30，带轮侧压力控制阀40，传动比控制阀50，用以向金属V型带机构4和起动离合器26提供液压的一些液压流体管路30a-30e，以及用以执行预定的计算、转换、处理并产生出控制信号的控制器60。所述的控制信号是根据来自电子控制单元(ECU)的表示发动机状况的信号(Ne，PB)以及来自速度传感器(71，72)的信号(NDR，NDN)而作出的。速度传感器将在下文中进一步描述。
连续变速的带式传动装置(CVT)1用在车辆中。输入轴2通过连接机构CP与发动机(ENG.)的输出轴相连。传递到差动机构29上的动力再被传至图中未示出的左右车轮上。
金属V型带机构4是由安装在输入轴2上的主动带轮5，安装在副轴3上的被带轮8，以及环绕主动带轮5和被动带轮8安装的金属V型带7所构成。
主带轮5包括转动地安装在输入轴2上的固定的半轮5A，以及可沿轴向方向相对于固定半轮5A作移动的可动半轮5B。由缸壁5a进行密封的主动侧缸腔6设在可动半轮5B一侧，缸壁5a连接在固定半轮5A上。致使可动半轮5B沿轴向运动的侧压力是由径液压流体管路30d供入到主动侧缸腔6中的液压所产生的。
被动带轮8包括安装在副轴3上的固定半轮8A，以及可沿轴向方向相对于固定半轮8A作移动的可动半轮8B。由缸壁8a进行密封的被动侧缸腔9设在可动半轮8B一侧，缸壁8a连接到固定半轮8A上。致使可动半轮5B沿轴向运动的侧压力是由经液压流体管路30e供入到被动侧缸腔9中的液压所产生的。
这样，通过把供入主动侧缸腔6和被动缸腔9中的液压(即控制带轮侧压力用的液压)控制到一个所要求的值，就能够设定带轮的侧压力。在该侧压下，金属V型带7不会发生打滑，并可以改变主动带轮5和被动带轮8的带轮宽度。通过连续地改变带轮(5，8)上金属V型带7的半径，就可以无级地(连续)改变传动装置1的传动比。
正-反向转换器20包括连接在输入轴2上的中心齿轮21，连接在固定半轮5A上的行星架22，以及环形齿轮23，环形齿轮23可通过反转制动器25而保持静止。转换器20还包括可用来结合中心齿轮21和环形齿轮23的正转离合器24。
当正转离合器24啮合时，中心齿轮21、行星架22和环形齿轮23作为一个整体随时与输入轴2一起转动，主动带轮5沿着与输入轴2相同的方向(正向)被驱动。
当反转制动器25与环形齿轮23啮合时，环形齿轮23保持静止不动。因此，行星架22沿着与中心齿轮21的旋转方向相反的方向环绕中心齿轮21在环形齿轮23上转动，从而使主动带轮5沿着与输入轴2的驱动方向相反的方向被驱动，以实现反向驱动模式。
起动离合器26是一个用以控制副轴3和输出元件之间动力传递的离合器。当起动离合器26啮合时，就可以在副轴3和输出元件之间传递动力。当起动离合器26啮合时，经过金属V型带机构4改变速度后的发动机输出动力通过齿轮27a、27b、28a和28b传递到差动机构29，然后再由差动机构29分配和传至图中未示出的左右车轮上。当起动离合器26脱开时，由于不能实现动力传输，连续变速的带式传动装置1处于空转状态。
起动离合器26的操作控制是基于从控制器60提供给离合器控制阀35的信号来执行，并由从离合器控制阀35经过液压流体管路30a和30b供入起动离合器26的液压来实现的。
从电控单元(ECU)向控制器60输入发动机速度信号Ne和发动机进气口负压信号PB，该信号控制着发动机(ENG)的运行。还向控制器60输入一个来自空调机检测74用以控制空调机(AC)运行的检测信号，以及一个来自分段档位检测器75，用以根据换档杆的位置(ATP)来检测分段档位位置的检测信号。
由带轮侧压力控制阀40和传动比控制阀50构成的侧压力控制阀组件控制着根据控制器60的信号而分别供入主动侧缸腔6和被动侧缸腔9的液压(即带轮侧压力的控制液压)。
图2表示了一种带有变矩器的连续变速带式传动装置。本发明也可用于这种带有变矩器的连续变速的带式传动装置。
这种带有变矩器的连续变速带式传动装置1包括：连接到发动机输出轴2a上的变矩器100，由连接到输出轴2b上的双行星齿轮的行星齿轮装置所构成的正-反向转换机构20，以及与正·反向转换机构20相连的连续变速传动机构10，与变矩器100的涡轮轴2b相连的正-反向转换机构20有一个正转离合器24和一个反转制动器25。通过正转离合器24的啮合就可以建立正转挡位段(选择某一正转动力传输路径)；通过反转制动器25的啮合就可以建立反转档位段(选择某一反转动力传输路径)；而通过释放正转离合器24和反转制动器25，就可以设立空档。
连续变速传动机构10如结合图1所介绍的那样，由主动带轮5、从动带轮8以及围绕主从动带轮(5、8)安装的金属V型带7组成。两个带轮的宽度分别可以通过液压或类似措施变化地予以设定。因此，通过变化地设定带轮宽度，就可以无级地改变传动比。
如同图1所示的连续变速传动装置那样，图2所示的连续变速传动装置也可以在被动带轮8的副轴3和差动机构29之间设置一个起动离合器。此外，正-反向转换机构20可以由单个行星齿轮的行星齿轮装置所构成，代替上述双行星齿轮的行星齿轮装置。
图3表示了图1中带轮侧压力控制阀40和传动比控制阀50的结构图。
在图3中，带轮侧压力控制阀40包括：高/低压控制阀41，高压调节阀42和低压调节阀43。传动比控制阀50包括换档控制阀51和换档阀52。
减压阀53把从液压泵30经过液压流体管路送来的液压流体调整到一个基本上稳定的管路压力PMOD，并且将具有这一管路压力的液压流体通过管路53a送至高/低压控制阀41，以及通过管路53b送至传动比控制阀50的换档控制阀51。图3中的X标记表示相应的阀口与排泄口相通。
高/低压控制阀41有一个线性电磁线圈41A。通过作用在阀柱41B上的由线性电磁线圈41A的线圈电流所控制的推力，经液压流体管路53a提供的管路压力PMOD借助阀柱41B的运动而得到调整。一个与调定的推力相应的控制背压PHLC经液压流体管路41a被送至高压调节阀42和低压调节阀43。
高压调节阀42在其右端的液压流体腔42B中接受到由高/低压控制阀41提供的控制背压PHLC。通过与控制背压PHLC相应的推力来移动阀柱42A，从而把从液压泵30经液压流体管路30C提供的液压，转换成与控制背压PHLC相应的高侧压控制压力PH，并且将这个高侧压控制压力PH经液压流体管路42a送至传动比控制阀50的换档阀52，以及经液压流体管路42b送至低压调节阀43。
低压调节阀43在其右端的液压流体腔43B中接受到由高/低压控制阀41提供的控制背压PHLC。通过与控制背压PHLC相应的推力来推动阀柱43A，从而调整由高压调节阀42提供的高侧压控制压力PH，把它(PH)转换成低侧压控制压力PL，并且将这个低侧压控制压力PL通过从液压流体管路43a分支出来的两个液压流体管路43b和43C送至传动比控制阀50的换挡阀52。
换档控制阀51有一个线性电磁线圈51A。通过作用在阀柱51B上的由线性电磁线圈51A的线圈电流所控制的推力，经液压流体管路53b提供的管路压力PMOD借助阀柱51A的运动而得到调整。一个与调定的推力相应的换档控制压力PSV经液压流体管路51a被送至换档阀52。
换档阀52在其左端的液压流体腔52B中接受到由换档控制阀51提供的换档控制压力PSV，并通过与换档控制压力PSV相应的推力来移动阀柱52A。阀柱52A在其右端始终受到来自弹簧52C的向左的弹性偏压，因而阀柱运动到一个使来自左端液压流体腔52B的换档控制压力PSV与来自弹簧52C的弹性力相互平衡的位置。因此，阀柱52A的位置控制就可以通过对换档控制压力PSV的控制而实现。通过这种方式，由高压调节阀42提供的高侧压控制压力PH和由低压调节阀43提供的低侧压控制压力PL就都可以被调整到预定的压力值，并被分别送至图1中所示的主动带轮5的主动侧缸腔6和被动带轮8的被动侧缸腔9，从而使传动比控制阀50实现对传动装置的传动比控制。
当实施传动装置的传动比控制时，要对由低压调节阀43提供的低侧压控制压力PL进行设定，这样就可以设定出能够防止图1所示的金属V型带7打滑以及完成所要求的扭矩传递的适当的带轮侧压力。带轮侧压力的设定是由控制器60来完成。
下面参照图1和图4的功能方框图来描述控制器60的结构和工作。
在图4A中，控制器60是一个基于各种计算元件、存储元件和处理装置建立起来的微处理机，它包括传动扭矩计算器61、带传动扭矩计算器62、修正装置63、信息转换器64和加法器70。控制器60根据各种信息进行扭矩的计算、转换和处理，那些信息例如可以是由图1的电控单元(ECU)提供的关于发动机(ENG)的进气口负压信号PB和速度信息Ne、由速度传感器71检测出的主动带轮5的速度信号NDR、由速度传感器72检测出的被动带轮8的速度信号NDN等。控制器60还将一个控制信号(iHLC)提供给带轮侧压力控制阀40和传动比控制阀50(见图1)。
传动扭矩计算器61包括：发动机扭矩转换器65A，摩擦扭矩转换器65B，扭矩选择器65C，驱动加速度计算器66A，惯性扭矩转换器66B，泵摩擦扭矩转换器67A，低侧压控制压力存储器67B，高侧压控制压力计算器67C，减速比计算器68A，带摩擦扭矩转换器68B，加法器69A，69B和69C，以及减法器69D。
发动机扭矩转换器65A例如是一个ROM存储器，其中预先存入了以发动机进气口负压信号PB为参变数的，发动机扭矩TEPB作为发动机速度信号Ne的函数的一系列特性曲线，即图9所示的扭矩图(TEPB图)。它将发动机进气口负压信号PB和发动机速度信号Ne转换为相应的发动机扭矩TEPB，并将这一扭矩信号TEPB提供给扭矩选择器65C。
摩擦扭矩转换器65B例如是一个ROM存储器，其中预先存入了发动机摩擦扭矩FE作为发动机速度信号Ne的函数的特性曲线，即图9所示的FE图。它将发动机速度信号Ne转换为相应的发动机摩擦扭矩FE，并将这一摩擦扭矩信号FE提供给扭矩选择器65C。
扭矩选择器65C例如由一个软件控制开关构成，并根据是否存在着发动机燃油中断而控制这个开关：当不存在燃油中断时，选择由发动机扭矩转换器65A提供的发动机扭矩信号TEPB；而当存在着燃油中断时，则选择由摩擦扭矩转换器65B提供的发动机摩擦扭矩信号FE；并且将有关的输出扭矩信号TE(TEPB或FE)输出至减法器69D。
驱动加速度计算器66A具有微分运算功能，它从主动带轮速度信号NDR计算出驱动加速度并将驱动加速度信号DNDR送至惯性扭矩转换器66B。
惯性扭矩转换器66B例如是一个ROM存储器，其中预先存入了发动机惯性系统的惯性扭矩IE以及主动带轮惯性系统的惯性扭矩IDR作为驱动加速度信号DNDR的函数的特性曲线，即图12所示的IE，IDR图。它将驱动加速度信号DNDR转换为发动机惯性系统的惯性扭矩IE和主动带轮惯性系统的惯性扭矩IDR，并将这些惯性扭矩信号IE和IDR提供给加法器69B。
泵摩擦扭矩转换器67A例如是一个ROM存储器，其中预先存入了泵摩擦扭矩FPUMP作为高侧压控制压力信号PH的函数的特性曲线，即图13所示的FPUMP图。它将主动带轮的速度信号NDR以及高侧压控制压力信号PH(这个信号PH是由存储在低侧压控制压力存储器67B中的最后一个低侧压控制压力信号PLCMD计算出来的)转换为驱动液压泵30(见图1)所需的泵摩擦扭矩，并将这一泵摩擦扭矩信号FPUMP提供给加法器69A。
低侧压控制压力存储器67B例如是一个RAM可重写存储器。每当输进一个低侧压控制压力信号PL时，就将上一次存入的低侧压控制压力信号PLCMD输送给高侧压控制压力计算器67C和带摩擦扭矩转换器68B，并将自身存储的内容更新为新的低侧压控制压力PL的值。
减速比计算器68A具有除法功能，它计算出主动带轮速度信号NDR除以被动带轮速度信号NDN后的减速比i(＝NDR/NDN)，并将这个减速比信息i提供给带摩擦扭矩转换器68B和信号转换器64中的目标侧压力转换器64A。
带摩擦扭矩转换器68B中预先存入了以低侧压控制压力信号PL为参变数的，带传动摩擦扭矩FBLT作为减速比信号i的函数的一系列特性曲线，即图14中所示的FBLT图。它将低侧压控制压力信号PLCMD转换为与减速比信号i相应的带传动摩擦扭矩FBLT，并将这个带传动摩擦扭矩信号FBLT提供给加法器69A。
加法器69A把由泵摩擦扭矩转换器67A提供的泵摩擦扭矩信号FPUMP和由带摩擦扭矩转换器68B提供的带摩擦扭矩信号FBLT加起来，并将这个叠加的信号(FPUMP+FBLT)提供给加法器69B。
加法器69B将这个叠加信号(FPUMP+FBLT)加到由惯性扭矩转换器66B提供的惯性扭矩信号IE和IDR上，并将这一控制系统摩擦信号(FPUMP+FBLT+IE+IDR)提供给加法器69C。
加法器69C将这个控制系统摩擦信号(FPUMP+FBLT+IE+IDR)加到空调机摩擦扭矩信号FAC上(见图11所示的空调机摩擦扭矩FAC特性曲线。该信号FAC是由图1所示的外部空调机运行检测器74的空调机摩擦扭矩转换器74A转换而来的)，并且将这个总摩擦信号(FPUMP+FBLT+IE+IDR+FAC)输送至减法器69D。
减法器69D计算出由扭矩选择器65C送出的输出扭矩信号IE(TEPB或FE)和由加法器69C送出的总摩檫信号(FPUMP+FBLT+IE+IDR+FAC)之间的差值(TE-FPUMP-FOLT-IE-IDR-FAC)，并将这个差值作为传动扭矩信号TIN提供给带传动扭矩计算器62。
在这个实施例中，由三个加法器69A，69B和69C构成的加法装置被用来产生总摩擦信号(FPUMP+FBLT+IE+IDR+FAC)；然而，该加法装置也可以变化为由5路输入(FPUMP，FBLT，IE，IDR，FAC)的逻辑＂或＂电路构成。
还有，在这个实施例中，尽管各个转换器各自具有自己专用的ROM存储器，然而传动扭矩计算器61的存储器也还可以变化为由一个ROM存储器构成，它具有一些与本例中各个专用ROM存储器的存储容量相应的存储区域。
于是，传动扭矩计算器61计算出输出扭矩信号TE(TEPB或FE)与总摩擦信号(FPUMP+FBLT+IE+IDR+FAC)之间的差值。其中的输出扭矩信号TE是根据(图9)的扭矩图，通过将发动机速度信号Ne和发动机进气口负压信号PB转换为发动机扭矩信号TEPB或发动摩擦扭矩信号FE而获得的；其中的总摩擦信号是通过将发动机惯性系统的惯性扭矩信号IE，主动带轮惯性系统的惯性扭矩信号IDR，以及根据主动带轮速度信号NDR和被动带轮速度信号DDN的曲线进行运算和转换而获得的泵摩擦扭矩信号FPUMP和带传动摩擦扭矩信号FBLT共同叠加而获得的(FPUMP+FBLT+IE+IDR+FAC)。传动扭矩计算器61还输出一个传动扭矩信号TIN(＝TE-FPUMP-FBLT-IE-IDR-FAC)。
带传动扭矩计算器62具有安全系数发生器62A和乘法器62B。安全系数发生器62A包括用以测定传动扭矩信号TIN符号的符号测定装置，以及用来存储与传动扭矩信号TIN的符号相应的安全系数的存储器(上述两部分都未表示在附图中)。安全系数发生器将安全系数SF输送给乘法器62B。
符号测定装置包括一个比较器，以及例如ROM的存储器。作为安全系数信号SF，当传动扭矩信号TIN的符号为正时(TIN≥0)，就输出一个等于或大于1的预定值SFP(SFP≥1)；当所述的符号为负时(TIN＜0)，就输出一个大于SFP的值SFM(SFM＞SFP)。
乘法器62B将传动扭矩信号TIN与安全系数信号SF(SFM或SFP)相乘，该安全系数信号SF是由安全系数发生器62A提供的与传动扭矩信号TIN的符号相应的信号(SFM或SFP)。乘法器62B将这一乘积信号(TIN×SF)提供给修正装置63和加法器70。
修正装置63包括用以检测乘积信号(TIN×SF)符号的极性检测器(见图5)，以及用以针对瞬间尖峰扭矩信号TP(见图6A和6B)进行修正的修正信号发生器(见图5)。所述的尖峰扭矩信号叠加在油门开启或关闭时产生的传动扭矩信号TIN上。通过向加法器70提供一个修正信号TDG而增加带传动扭矩TBLT，由此防止了在油门从开启到关闭或从关闭到开启的转换期间出现的尖峰扭矩信号TP所引起的V型带的打滑现象。
现在参见图4B，它是一个局部的方框图，表示了图2所示配有变矩器100的连续变速传动装置中传动扭矩计算器61的主要部分。
如图4B中所示，在发动机扭矩转换器65A和扭矩选择器65C之间设有一个扭矩增大部分的修正器65A1，用以修正变矩器100(见图2)的扭矩增大部分。
扭矩增大部分的修正器65A1具有例如ROM的存储器，其中预先存入了如图20所示的e-λ特性曲线(即e-λ特性图)。这一曲线表达了扭矩比λ相对于输出转速比e的相互关系，其中的e是变矩器100(见图2)的输出速度(转数)信号NOUT相对于发动机速度(转数)信号Ne的比值。根据该特性图对变矩器100的扭矩增大部分进行扭矩修正，并将修正后的发动机扭矩TEPG，提供给扭矩选择器65C。
图5所示的方框图表示了修正装置63的详细内容。
在图5中，修正装置63的构成包括：极性检测器63A，定时器63B，修正值数据存储器63C和修正信号发生器63D。
极性检测器63A包括一个比较器。检测器63A用来检测乘积信号(TIN×SF)的极性(正或负)，并将极性信号Po提供给定时器63B和修正信号发生器63D。
比较器例如是由单电源驱动的差分放大器，并且当乘积信号(TIN×SF)相对于虚拟的地电压为0时以1/2的外部电源电压作为虚拟的地电压来设定放大器的输出。当与乘积信号(TIN×SF)相应的放大器输出等于或大于虚拟的地电压值时，就确定为极性为正(+)；当放大器输出小于虚拟的地电压值时，就确定为极性为负(-)。
为了提供定时器，定时器63B划分控制器60的参考时钟，并且以极性信号Po作为触发脉冲划分出预定的时间τP，然后将定时器信号τP提供给修正信号发生器63D。
修正值数据存储器63C包括例如ROM的存储器，其中预先存入了许多根据经验值或设计值而设定的修正值数据TD，并且在回答来自修正信号发生器63D的寻求信号时，向修正信号发生器63D提供修正值数据TD。
修正信号发生器63D由存储驱动器和信号处理器构成。它根据极性信号Po从修正信号数据存储器63C中读出修正值数据TD，并且在预定时间τP内产生出一个修正信号TDG。
按照这一方式，当一个极性变化被极性检测器63A检测出来时，修正装置63就输出一个修正信号TDG。通过这个被加在带传动扭矩TBLT上的修正信号TDG，在油门开启或关闭时瞬间产生的尖峰扭矩所引起的V型带打滑现象就可以被防止。
在图6A中表示了当油门角度从完全关闭变化到完全开启时所产生的尖峰扭矩信号TPR的波形。在图6B中表示了当油门角度从完全开启变化到完全关闭时所产生的尖峰扭矩信号TPF的波形。
尖峰扭矩波形TPR和TPF是当出现扭矩逆转方向等情况时(例如齿轮轮齿表面沿相反方向运动)由于侧隙所造成的，它瞬时呈现出大扭矩并出现图6A和图6B所示类型的振荡。这种情况将持续一段时间。
由于对于油门开启或关闭的每一次状态转换，尖峰扭矩信号TP的波形和持续时间都具有大致固定的趋势，那么假如图5所示的修正装置63这样构成，即在它的修正信号发生器63D中，利用一个数字信号处理器(例如DSP)以产生一个相应于油门每次开启或关闭的修正信号TDG，那么定时器63B和修正值数据存储器63C就可以省去不用。
在图4中，加法器70将乘积信号(TIN×SF)加在由修正装置63提供的修正信号TDG上，并且将一个用与尖峰扭矩信号TP相应的修正信号TDG修正过的带传动扭矩信号TBLT(TIN×SF+TDG)提供给信号转换器64。
信号转换器64包括：目标侧压力转换器64A，线圈电流转换器64B，控制背压转换器64C，输出压力转换器64D和传动比控制阀驱动器64E。信号转换器64将带传动扭矩信号TBLT转换成用以对带轮侧压力控制阀40和传动比控制阀50进行控制而所需的控制信号(即线圈电流iHLC)。
目标侧压力转换器64A具有例如ROM的存储器，其中预先存入了以带传动扭矩信号TBLT为参变数的，目标侧压力PL作为减速比信号i的函数的一系列特性曲线，即图15所示的目标侧压力图。它把带有附加的储备扭矩的带传动扭矩信号TBLT和由减速比计算器68A提供的减速比信号i转换为目标侧压力信号PL，并将这个信号PL提供给线圈电流转换器64B。
线圈电流转换器64B包括一个ROM，其中预先存入了线圈电流(L/SOL电流)iHLC作为目标侧压力信号PL的函数的特性英曲数据，即L/SOL电流图(图16)。该转换器64B根据这些数据把从目标侧压力转换器64A提供的目标侧压力信号PL转换为线圈电流(L/SOL电流)iHLC，并且将这个线圈电流(L/SOL电流)iHLC信号提供给控制背压转换器64C，以及通过使用这个线圈电流(L/SOL电流)信号iHLC(即控制信号iHLC)来激励图1所示带轮侧压力控制阀40中的线性电磁线圈41A和传动比控制阀50中的线性电磁线圈50，从而实现连续变速带式传动装置的传动比控制。
控制背压转换器64C具有例如ROM的存储器，其中预先存入了控制背压PHLC作为线圈电流(L/SOL电流)信号iHLC的函数的特性曲线，即图17所示的PHLC图。该转换器64C根据这些数据把由线圈电流转换器64B提供的线圈电流(L/SOL电流)iHLC转换为控制背压PHLC，并将这个控制背压信号PHLC提供给输出压力转换器64D。
输出压力转换器64D具有例如ROM的存储器，其中预先存入了高侧压控制压力PH和低侧压控制压力PL作为控制背压信号PHC的函数的特性曲线，即图18所示的PH-PL特性图。该转换器64D根据这些数据把由控制背压转换器64C提供的控制背压信号PHLC转换为高侧压控制压力PH和低侧压控制压力PL，并且将两个控制压力信号PH、PL提供给传动比控制阀驱动器64E。
传动比控制阀驱动器64E具有例如ROM的存储器，其中预先存入了输出压力PDR，PDN作为传动比控制阀开启角度的函数的特性曲线。该转换器64E把高侧压控制压力信号PH的低侧压控制压力信号PL转换为输出压力信号PDR和PDN，并且控制线圈电流(L/SOL电流)信号iHLC，以及控制用这个iHLC信号对图1所示线性电磁线圈41A和51A的激励。
由于按照了这种方式，信号转换器64把带传动扭矩信号TBLT转换为目标侧压力PL，并通过与该目标侧压力PL相应的线圈电流信号iHLC来激励线性电磁线圈41A和51A，因而就能够控制图1所示的带轮侧压力控制阀40和传动比控制阀50，并能够在不出现金属V型带7打滑的情况下实现所要求的传动比控制。
在这个实施例中，传动扭矩的极性是用带传动扭矩来检测的。然而也可以改变为用发动机扭矩来检测。
下面将根据图4和图7所示的流程用来描述控制器60的控制过程。
在步骤S1中，传动扭矩计算器61读入发动机速度信号Ne，发动机进气口负压信号PB，主动带轮速度信号NDR和被带轮速度信号NDN。电控单元(ECU)用来实施对图1所示发动机(ENG)的控制，它所测出的发动机速度和发动机进气口负压，以发动机速度信号Ne和发动机进气口负压信号PB的形式被直接读入。
在步骤S2中，存储在低侧压控制压力存储器67B中的最后一个低侧压控制压力信号PLCMD被读入。
然后，在步骤S3中，确定出发动机燃油是否被中断。当发动机燃油未受中断时，操作进入步骤S4，由发动机扭矩转换器65A根据图9的扭矩图将发动机速度信号Ne和发动机进气口负压信号PB转换为发动机扭矩信号TEPB。并且在步骤S5中，把发动机扭矩信号TEPB作为输出扭矩信号TE(＝TEPB)而输出。
在步骤S3中，当确认出存在有发动机燃油中断时，操作转入步骤S6。在步骤S6中，由摩擦扭矩转换器65B根据图10的FE图将发动机速度信号Ne转换为发动机摩擦扭矩信号FE。并且在随后的步骤S7中，把发动机摩擦扭矩信号FE作为输出扭矩信号TE(＝FE)而输出。
在步骤S8中，减速比计算器68A利用主动带轮速度信号NDR和被动带轮速度信号NDN计算出减速比i(＝NDR/DDN)，并且输出一个减速比信号i。
在步骤S9中，驱动加速度计算器66A对主动带轮速度信号NDR进行微分运算，以求出驱动加速度DNDR(＝dNDR/dt)，并输出一个驱动加速度信号DNDR。
在步骤S10和S11中，惯性扭矩转换器66B根据图12所示的IE，IDR图，把驱动加速度信号DNDR转换为发动机惯性系统的惯性扭矩IE和主动带轮惯性系统的惯生扭矩IDR，并输出这两个惯性扭矩信号IE，IDR。
在步骤S12中，泵摩擦扭矩转换器67A根据图13所示的FPUMP图，把主动带轮速度信号NDR和高侧压控制压力信号PH转换为泵摩擦扭矩FPUMP，并且输出一个泵摩擦扭矩信号FPUMP。
在步骤S13中，带摩擦扭矩转换器68B根据图14所示的FBLT图，把低侧压控制压力信号PLCMD和减速比信号i转换为带传动摩擦扭矩FBLT，并且输出一个带传动摩擦扭矩信号FBLT。
在步骤S14中，带传动扭矩计算器62和修正装置63从传动扭矩信号TIN计算出带传动扭矩TBLT。传动扭矩信号TIN(＝TE-IE-IDR-FPUMP-FBLT-FAC)是通过计算出步骤S5的输出扭矩信号TE(＝TEPB)或步骤S7的输出扭矩信号TE(＝FE)与总摩擦信号之间的差值而获得的。所谓总摩擦信号就是步骤S10和S11的惯性扭矩信号IE和IDR，步骤S12的泵摩擦扭矩信号FPUMP，步骤S13的带传动摩擦扭矩信号FBLT，以及空调机摩擦扭矩信号FAC的总和(IE+IDR+FPUMP+FBLT+FAC)。步骤S14输出一个带传动扭矩信号TBLT。
在步骤S15中，信号转换器64的目标侧压力转换器64A根据图15的目标侧压力图，把步骤S14的带传动扭矩信号TBLT以及步骤S8的减速比信号i转换为目标侧压力PL，并且输出一个目标侧压力信号PL；线圈电流转换器64B根据图16的L/SOL电流图，把目标侧压力信号PL转换为线圈电流(L/SOL电流)iHLC，并且用这个线圈电流iHLC对图1所示的带轮侧压力控制阀40的线性电磁线圈41A和传动比控制阀50的线性电磁线圈51A进行激励；而且还将目标侧压力信号PL存储到低侧压力控制压力存储器67B中，并且在随后的操作流程中使用这个信号PL作为低侧压控制压力信号PLCMD。
图8是控制器60计算带传动扭矩TBLT的流程图。
图8步骤S21中，示于图1中的分段档位检测器(ATP)75检测该档杆的档位位置并确定该档位是否在N(中间档)位或P(停歇档)位。
当档位不是位于N位或P位时，操作转入步骤S22，即确定图1所示被动侧缸腔9中的液压是否处于低压侧，也就是被动侧缸腔9中的液压是否低于主动侧缸腔6中的压力。
在步骤S22中，当图1所示的被动侧缸腔9中的压力是处在主动侧缸腔6内压力的高压侧时，被动侧缸腔9中的液压变为低侧压控制压力PL，此时无需考虑带传动摩擦扭矩FBLT，操作转入步骤S23并根据下述公式(1)计算出从主动带轮经过金属V型带7传递的传动扭矩TIN：
                 TIN＝TE-IE-IDR-FPUMP-FAC        (1)
在步骤S22中，当被动侧缸腔9中的压力是处在主动侧缸腔6内压力的低压侧时，为了考虑到带传动摩擦扭矩FBLT，操作转入步骤S24并根据下述公式(2)计算出从主动带轮经过V型带7(见图1)传递的传动扭矩TIN：
               TIN＝TE-IE-IDR-FPUMP-FBLT-FAC         (2)
在步骤S21中，在档位处于N位或P位时，操作输入步骤S25，并确定出图1所示被动侧缸腔9中的液压是否处于低压侧。
在档位处于N位或P位时，由于动力传输因图1所示正-反向转换机构20的操作而中断，由惯性扭矩转换器66B计算出的主动带轮惯性系统的惯性扭矩IDR就决定了传动扭矩TIN。然而，是否需要考虑到带传动摩擦扭矩FBLT则取决于被动侧缸腔9中的液压是处于高压侧还是处于低压侧，这在步骤S25中进行判定。
当图1的被动侧缸腔9中的压力是在高压侧时，由于无需考虑带传动摩擦扭矩FBLT，操作转入步骤S26并根据下述公式(3)计算出从主动带轮经过金属V型带7传递的传动扭矩TIN。当被动侧缸腔9中的压力是在低压侧时，为了考虑到带传动摩擦扭矩FBLT，操作转入步骤S27并根据下述公式(4)计算出从主动带轮经过金属V型带7传递的传动扭矩TIN。
              TIN＝-IDR                        (3)
              TIN＝-IDR-FBLT                  (4)
在步骤S23，S24，S26或S27中计算出传动扭矩TIN之后，在步骤S28中确定出传动扭矩TIN的符号(正或负)。当符号为正时(TIN≥0)，操作转入步骤S29并将安全系数信号SF设定为预定值SFP(≥1)。当传动扭矩TIN的符号为负时(TIN＜0)，操作输入步骤S30并将安全系数信号SF设定为大于前述预定值SFP的值SFM(＞SFP)。
然后，在步骤S31中，确定出是否在油门状态从开启到关闭或从关闭到开启的变化时存在着传动扭矩TIN从正到负或从负到正的变化(即条件A：TIN的正→负或负→正的变化)。当条件A不成立时，操作输入步骤S32并根据下述公式(5)计算出带传动扭矩TBLT；当条件A成立时，操作转入步骤S33并根据下述的公式(6)计算出带传动扭矩TBLT。
              TBLT＝|TIN|×SF                   (5)
              TBLT＝|TIN|×SF+TDG              (6)
修正信号TDG是一个加到带传动扭矩TBLT上的修正值，用以防止V型带因图6A或6B所示的尖峰扭矩TPR，TPF而发生的打滑现象。其中用6A所示的尖峰扭矩信号TPR是当油门角度从完全关闭变化到完全开启时发生的，图6B所示的尖峰扭矩信号TPF是当油门角度从完全开启变化到完全关闭时发生的。
因此，按照这一操作流程计算出来的带传动扭矩TBLT具有一个与传动扭矩TIN的符号相应的安全系数SF(SFP或SFM)，还可以防止V型带出现因传动扭矩的正负变化(由正→负，或由负→正)导致的尖峰扭矩TP而产生的打滑现象。
在图2所示的设有变矩器的连续变速带式传动装置中，对于由图4B所示的发动机扭矩转换器65A输出的发动机扭矩TEPB，在这个扭矩TEPB经历了由扭矩增大部分的修正器65A1进行的扭矩修正操作以后，再由扭矩选择器65C进行扭矩选择操作，就可以获得与不设有变矩器的连续变速传动装置相同的结果，然后再由安全系数发生器62A进行后续的计算(见图4A)。

Claims (5)

1.一种连续变速的带式传动装置(1)，包括连接到与发动机(ENG)相连的输入轴(2)上的主动带轮(5)，连接在输出轴(3)上的被动带轮(8)，围绕主动带轮(5)和从动带轮(8)安装的金属V型带(7)，用来设定主动带轮(5)的宽度的主动侧缸腔(6)，用来设定被动带轮(8)的宽度的被动侧缸腔(9)，用以对供入到主动侧缸腔(6)和被动侧缸腔(9)中的液压流体的侧压力控制液压进行控制的单一的侧压力控制阀(40)，以及用以对侧压力控制阀(40)进行控制的控制器(60)，其特征在于，所述控制器(60)包括：
用以根据发动机运行状态的测定信号计算出传动扭矩信号(TIN)的传动扭矩计算器(61)；
用以从传动扭矩(TIN)计算出带传动扭矩(TBLT)的带传动扭矩计算器(62)；
用以在带传动扭矩计算器(62)计算出的带传动扭矩的极生发生变化时，对带传动扭矩进行修正的修正装置(63)；以及
用以根据修正后的带传动扭矩产生出一个控制信号的信号转换器(64)，该控制信号用来驱动所述的带轮侧压力控制阀(40)。
2.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述的修正装置(63)在一段预定时间内将补偿计算值(TDG)叠加在带传动扭矩上。
3.如权利要求2所述的传动装置，其特征在于，所述的修正装置(63)至少包括：用以检测带传动扭矩的极生并输出极生信号的极性检测器(63A)，以及用以根据极性信号在一段预定时间内产生补偿计算值(TDG)的修正信号发生器(63D)。
4.如权利要求1的传动装置，其特征在于，用来计算带传动扭矩的所述的传动扭矩计算器(61)包括一个用于对变矩器(100)的扭矩增大部分进行修正的扭矩修正器。
5.如权利要求1的传动装置，其特征在于，在发动机(ENG)和由主动带轮(5)、从动带轮(8)以及围绕所述的主/从动带轮(5、8)安装的金属V型带(7)所构成的连续变速传动机构(10)之间，另外还包括；
连接到发动机输出轴(2a)上的变矩器(100)；以及连接到所述输出轴上的正反向转换机构(20)。
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