CN110168254B - 无级变速器的控制装置及无级变速器的控制方法 - Google Patents

Abstract

具有控制单元(30)，该控制单元(30)通过使用了积分操作量的反馈控制来实施在车辆(1)减速中将无级变速器(3)的实际变速比变速控制为低挡侧的目标变速比的返回低挡控制，该控制单元(30)在返回低挡控制中若实际变速比达到目标变速比，基于推力平衡限制积分操作量以使实际变速比保持目标变速比。由此，即使在利用反馈控制的返回低挡控制中车辆(1)再次加速的情况下，也能够防止积分操作量过度累积而使实际变速比向低挡侧过调，从而能够适当地维持推力平衡。

Description

无级变速器的控制装置及无级变速器的控制方法

技术领域

本发明涉及无级变速器的控制装置及无级变速器的控制方法。

背景技术

目前，已知由初级带轮和次级带轮以及卷绕在它们上的带构成，安装在车辆上的无级变速器。在该无级变速器中，根据基于变速图等检测出的车速和加速器开度(或输出请求)来设定初级带轮的目标转速(目标初级转速)，对带轮的推力进行反馈控制以使初级带轮的转速成为该目标初级转速。另外，目标变速比与目标初级转速对应。

当车辆在低车速状态下减速时，为了准备之后的从停车的再起步，而实施将变速比控制在其值较大的低挡侧(Low侧)的返回低挡控制。该情况下，将目标变速比设定为朝向低挡侧(例如，最低挡)，并对带轮的推力进行反馈控制以使实际变速比成为目标变速比。

在上述返回低挡控制中，通过反馈控制对带轮的推力进行控制时，例如在通过油压对带轮施加推力的情况下，由于不能从工作油量的收支迅速地供给工作油等原因，在调整带轮的推力方面产生问题。

例如，在专利文献1中，作为抑制由反馈控制相关的积分操作量的累积引起的控制对象参数的过调的技术，公开了在控制偏差成为零的时刻使相当于积分操作量的值为零的技术。

但是，在上述实际变速比达到目标变速比后将反馈控制的积分操作量复位为零的技术中，能够避免变速比的过调，但由于积分值被取消，因此，初级带轮与次级带轮之间的推力平衡被破坏，变速比可能会发生变化。另外，当这样破坏推力平衡，则在车辆不停止而再次加速的情况下，也会产生变速比不能适当地动作的可能性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2002-48227号公报

发明内容

本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供一种无级变速器的控制装置及无级变速器的控制方法，在利用了反馈控制的返回低挡控制中当车辆再次加速的情况下，能够防止积分操作量过度累积而使变速比向低挡侧过调(overshoot)，并且能够适当地维持推力平衡的情况。

(1)为了实现上述目的，本发明的无级变速器的控制装置，是由初级带轮、次级带轮和卷挂在这两个带轮上的带构成且装备在车辆上的无级变速器的控制装置，其特征在于，该无级变速器的控制装置具有控制单元，该控制单元通过使用了积分操作量的反馈控制来实施在所述车辆的减速中将所述无级变速器的变速比变速控制为低挡侧的目标变速比的返回低挡控制，所述控制单元在所述返回低挡控制中若所述变速比达到所述到达目标变速比，则基于所述初级带轮及所述次级带轮的推力平衡，实施限制所述积分操作量的限制控制以使所述变速比保持所述到达目标变速比。

(2)所述控制单元优选在所述限制控制中，施加限制用限制值来限制所述积分操作量，在所述限制控制开始时，以所述积分操作量阶梯状地减少的方式施加所述限制用限制值，之后，以接近所述两带轮的推力平衡的平衡推力状态的方式施加所述限制用限制值，若达到所述平衡推力状态，则以保持该平衡推力状态的方式施加所述限制用限制值。

(3)所述控制单元优选在所述限制控制的实施中，当存在解除所述积分操作量的限制的解除请求时，解除所述积分操作量的限制。

(4)所述控制单元优选当存在对所述无级变速器的降挡请求时，判定为存在所述解除请求。

(5)所述控制单元优选当所述无级变速器的实际变速比向高挡侧换挡时，判定为存在所述解除请求。

根据本发明，能够抑制积分操作量过剩的累积，从而防止因积分操作量的累积而导致变速比向低挡侧过调的情况，并且基于推力平衡来限制积分操作量，因此，能够防止因推力平衡的破坏而导致变速比变化的情况。

附图说明

图1是应用了本发明的一实施方式的无级变速器及其控制装置的车辆的驱动系统的概略结构图。

图2是说明本发明的一实施方式的无级变速器的控制装置的控制及其效果的时间图，(a)表示不应用本控制的情况，(b)表示应用了本控制时的情况。

图3是说明本发明的一实施方式的无级变速器的控制装置的控制的流程图。

具体实施方式

以下，利用附图对本发明的实施方式进行说明。

另外，以下所示的实施方式只不过是示例，并不排除在以下的实施方式中没有明示的各种变形以及技术应用。以下的实施方式的各结构可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变形来实施，并且可以根据需要进行取舍选择或适当组合。

(车辆的驱动系统的构成)

图1表示应用本实施方式的无级变速器及其控制装置的车辆1的驱动系统的概略结构。如图1所示，车辆1的驱动系统从动力传递路径的上游侧起具备：作为驱动源的发动机2、带有锁止离合器41的液力变矩器4和前进后退切换机构5、变速机构(无级变速机构)6、减速齿轮组7、差速器单元8以及驱动轮9。由液力变矩器4、前进后退切换机构5及变速机构6构成无级变速器(CVT)3。

为向CVT3的锁止离合器41、前进后退切换机构5以及变速机构6的各油室供给工作油而具备油泵10及油压回路20。另外，为通过油压回路20控制CVT3的这些设备41、5、6而具有作为控制单元的CVTCU(CVT控制单元)30。另外，为控制发动机2而具备ECU(发动机控制单元)40。

另外，CVTCU30及ECU40均由CPU、RAM、ROM、及输入输出接口等构成。在这些CVTCU30和ECU40之间相互传递信息。

另外，油泵10利用发动机2的输出的一部分来驱动。

发动机2是以汽油或轻油等为燃料的内燃机，基于来自ECU40的指令控制转速及转矩等。该发动机2的旋转由变速机构6变速，并经由减速齿轮组7及差速器单元8传递给左右驱动轮9。

液力变矩器4在锁止离合器41未联接的状态下，通过转矩放大作用将从发动机2输入的转矩放大后输出，在锁止离合器41卡合的状态下，发动机2的旋转无损失地传递。锁止离合器41通过调整从油压回路20供给的油压P_LU来控制卡合状态。

前进后退切换机构5具备：前进时联接的前进离合器、及后退时联接的后退离合器，这些都是油压式多板离合器，通过调整从油压回路20供给的油压P_CL能够控制转矩容量(也称为可传递的转矩的最大值、传递容量)。另外，在后退离合器的联接时，发动机2的旋转被反转而输入到变速机构6。

变速机构6是由初级带轮61和次级带轮62以及卷绕在这一对带轮61、62上的带63构成的带式无级变速机构。各带轮61、62由固定滑轮61a、62a和可动滑轮61b、62b构成。可动滑轮61b、62b利用与从油压回路20供给各油室(初级油室、次级油室均省略图示)的油压对应的推力夹紧带63，另外，还利用作为该推力的差值的推力差变更各带轮61、62的槽宽，从而能够无级地变更变速比(＝输入转速/输出转速)。

油压回路20将由油泵10产生的油压作为初始压，对供给到锁止离合器41、前进离合器、变速机构6等的油压进行调整，并将调整后的油压供给各部位。由此，改变锁止离合器41及前进后退切换机构5的各状态、以及变速机构6的变速比。

另外，在变速机构6变速时，CVTCU30基于由车速传感器21检测出的车速Vsp以及由加速器开度传感器22检测出的加速器开度APO这样的车辆的行驶信息来设定目标变速比Rt，为使实际变速比Rr成为目标变速比Rt，通过PID控制或PI控制对变速比进行反馈控制。

在PID控制的情况下，CVTCU30基于目标变速比Rt与实际变速比Rr之间的偏差ΔR来计算控制量Ro。

ΔR＝Rt-Rr (1)

Ro＝K1ΔR+∫K2ΔR+K3dΔR/dt (2)

K1：比例增益

K2：积分增益

K3：微分增益

在本实施方式的变速机构6中，通过施加在次级带轮62的油室的次级压Psec来调整夹紧带63的推力，通过施加于初级带轮61的油室的初级压Ppri调整与次级带轮62的次级压的推力平衡，从而实施变速比的变更(变速)。

(返回低挡控制)

另外，CVTCU30进行使变速机构6向低挡侧变速的返回低挡控制，以便在车辆即将停止之前能够良好地进行再起步。该返回低挡控制例如基于来自加速器开度传感器22及制动器传感器23的信息，在断开加速器且接通制动器的制动时车速Vsp降低到一定车速以下的条件下实施。在该返回低挡控制中，也设定低速侧的到达目标变速比(例如最低挡)，朝向到达目标变速比施加每个控制周期的目标变速比Rt，并通过PID控制或PI控制对实际变速比Rr进行反馈控制。另外，返回低挡控制通过断开制动器或接通加速器来解除。

此时的每个控制周期的目标变速比Rt的施加方法，以车速Vsp的下降(减速)越显著则越能够迅速地达到目标变速比Rtt的方式，增大控制周期单位的变化量。因此，例如当制动踏板的踩踏量增加时，目标变速比Rt被施加向低挡侧大幅度地变动，实际变速比Rr与目标变速比Rt的偏离容易变大。根据该偏差的累积，反馈控制的积分操作量CVint(＝∫K2ΔR)增大，实际变速比Rr达到目标变速比Rt(＝到达目标变速比Rtt)之后，存在向低挡侧过调的情况。

图2(a)是说明该课题的时间图。如图2(a)所示，当在返回低挡控制中的时刻t1存在制动踏板的踩踏量增加，则目标变速比Rt迅速接近到达目标变速比Rtt。因此，实际变速比Rr与目标变速比Rt的偏差变大，在时刻t2，目标变速比Rt达到到达目标变速比Rtt，在之后的时刻t3，积分操作量CVint达到设置于积分操作量CVint的上限值CVint_up，被上限值CVint_up限制，之后，在时刻t4，实际变速比Rr终于到达目标变速比Rtt。但是，在此期间，积分操作量CVint累积变大，因此，受到该影响，在时刻t4以后实际变速比Rr达到目标变速比Rt(＝到达目标变速比Rtt)之后向低挡侧过调。

然后，在车辆不停止的时刻t5，踩踏加速踏板而解除返回低挡控制进入通常的变速控制，目标变速比Rt也向高挡侧变更，但实际变速比Rr在等待积分操作量CVint的累积被消除之后，相对于目标变速比Rt的变更以较大的延迟开始向高挡侧的变化。因此，无法按照目标变更变速比，变速感降低。

为了避免上述情况，CVTCU30实施限制控制，即、在返回低挡控制中若实际变速比Rr达到到达目标变速比Rtt，则基于初级带轮61及次级带轮62的推力平衡保持平衡推力状态，并限制积分操作量Cvint以使实际变速比Rr保持到达目标变速比Rtt。

该限制控制中，施加限制用限制值CVint_lin来限制积分操作量CVint的大小。具体而言，在本实施方式的限制控制中，在限制控制开始时，施加限制用限制值CVint_lin以使积分操作量CVint阶梯状地减少，之后，施加限制用限制值CVint_lin以使次级带轮62的推力与初级带轮61的推力的推力差接近平衡推力状态，当达到平衡推力状态时，施加限制用限制值CVint_lin以保持该平衡推力状态。

在限制控制开始时，将限制用限制值CVint_lin设定为次级带轮62的推力与初级带轮61的推力的推力差成为平衡推力状态的限制量的一半。并且，之后，逐渐减小限制用限制值CVint_lin以使推力差接近平衡推力状态。由此，能够抑制由积分操作量CVint的急剧变动而引起的变速比的变动。

另外，由于初级带轮61及次级带轮62的各推力与各带轮61、62油室内的压力(初级压及次级压)对应，因此，通过初级压传感器24及次级压传感器25来检测出初级压和次级压，并能够根据该检测信息求出推力差。另外，在没有初级压传感器或次级压传感器的情况下，可以根据控制指示值运算推力差的推定值。

在图2(b)所示的示例中，在返回低挡控制中的时刻t11存在制动踏板的踩踏量增加，目标变速比Rt迅速接近到达目标变速比Rtt。因此，实际变速比Rr与目标变速比Rt偏离，在时刻t12，目标变速比Rt达到到达目标变速比Rtt，在此后的时刻t13，实际变速比Rr达到目标变速比Rt(＝到达目标变速比Rtt)。在此期间，积分操作量CVint累积变大，但在实际变速比Rr达到目标变速比Rt的时刻t13以后，实施积分操作量CVint的限制控制。

即，在时刻t13，积分操作量CVint的限制被强化为成为平衡推力状态的限制量的一半的限制用限制值CVint_lin，可抑制积分操作量CVint的累积，且减少由降挡操作产生的降挡侧推力差。然后，继续降低限制用限制值CVint_lin(强化限制)以使该降挡侧推力差朝向平衡推力状态减少，在时刻t14，当推力差到达平衡推力状态时，则施加限制用限制值CVint_lin以保持平衡推力状态。保持该平衡推力状态的限制用限制值CVint_lin成为积分操作量CVint的低水平附近，但并不限于成为积分操作量CVint的零水平。

即，本控制装置对积分操作量CVint的限制始终是用于使推力差成为平衡推力状态并保持该平衡推力状态的限制，基于推力差设定限制用限制值CVint_lin。与此相对，如果单纯地将积分操作量CVint复位为0，则无法将推力差控制为平衡推力状态，变速比可能不稳定。

再次参照图2(b)，之后，在车辆不停止的情况下，在时刻t15踩踏加速器，解除返回低挡控制而过渡到通常的变速控制，目标变速比Rt也变更为高挡侧。由于积分操作量CVint的累积少，因此，实际变速比Rr迅速追随目标变速比Rt的变更，开始向高挡侧的变化。因此，能够沿着目标变更变速比，提高变速感。

另外，在CVTCU30中，在实施限制控制中，当存在解除积分操作量的限制的解除请求，则解除积分操作量CVint的限制。

另外，在解除请求中，存在对CVT3的降挡请求、以及CVT3的实际变速比Rr向高挡侧换挡的情况，如果产生这些中的任一个，则解除积分操作量CVint的限制。

即，在CVTCU30中，当存在对CVT3的降挡请求，则判定为存在解除请求，另外，当CVT3的实际变速比Rr向高挡侧换挡，则判定为存在解除请求，另外，当存在对车辆的再加速请求，则判定为存在解除请求，从而分别解除限制控制。

(作用及效果)

本发明的一实施方式的无级变速器的控制装置如上所述构成，因此，如图3的流程图所示进行返回低挡控制中的积分操作量CVint的限制控制。该流程在返回低挡控制中，以规定的控制周期实施。另外，图3的流程图中的F是与积分操作量CVint的限制控制相关的标记，在限制控制中设定为1，在不是限制控制中设定为0。

首先，判断标记F是否为0(步骤S10)。如果标记F为0，即，如果未实施积分操作量CVint的限制控制，则接着判定返回低挡是否完成(步骤S20)。在返回低挡控制中将实际变速比朝向低挡侧的到达目标变速比进行反馈控制，但如果实际变速比达到到达目标变速比，则判定为返回低挡完成。如果未判定为返回低挡完成(步骤S20中判定为“否”)，则结束本次控制周期的处理。

当判定为低速返回完成时(在步骤S20中判定为“是”)，则计算次级带轮62的推力与初级带轮61的推力之间的推力差(步骤S30)。然后，判定该推力差是否为朝向低挡侧的推力差(步骤S40)。如果推力差是朝向低挡侧的推力差(在步骤S40中判定为“是”)，则将标记F设定为1(步骤S50)，实施基于推力平衡限制积分操作量CVint的限制控制(步骤S60)。在返回低挡未完成的情况下、或者返回低挡已完成但推力差不是朝向低挡侧的推力差的情况下(在步骤S40中判断为“否”)，则结束本次的控制周期的处理。

另一方面，如果标记F为1，即、如果正在实施积分操作量CVint的限制控制，并在步骤S10中判定为否，则判定是否请求了降挡(步骤S70)。

如果到达目标变速比为最低挡则不会请求降挡，但在返回低挡控制中，由于到达目标变速比不限于最低挡，因此，有时也会请求降挡。

如果没有请求降挡，即，如果目标变速比没有设定在比实际变速比更低的低挡侧，则判定变速比是否向高挡侧换挡(步骤S80)。例如，当加速器踏板被踩踏时，目标变速比向高挡侧换挡，与此相应地实际变速比也向高挡侧换挡。或者，即使在限制控制起作用而产生了高挡侧的推力差的情况下，实际变速比也会向高挡侧换挡。

在请求了降挡的情况下(设定了低挡侧的目标变速比的情况下)或变速比向高挡侧换挡的情况下，将标记F复位为0(步骤S90)，解除积分操作量CVint的限制控制(步骤S100)。

如果没有请求降挡且变速比也没有向高挡侧换挡，则继续实施积分操作量CVint的限制控制(步骤S60)。

在实施限制控制的情况下，施加限制用限制值CVint_lin来限制积分操作量CVint的大小。在限制控制开始时，施加使成为平衡推力状态的限制量减半的限制用限制值CVint_lin以使积分操作量Cvint阶梯状地减少，之后，施加限制用限制值CVint_lin以使次级带轮62的推力与初级带轮61的推力之间的推力差接近平衡推力状态，若达到平衡推力状态，则施加限制用限制值CVint_lin以保持该平衡推力状态。

通过这样的限制控制，抑制积分操作量CVint的累积，且使推力差控制为平衡推力状态，由此，能够将变速比稳定地保持为到达目标变速比，从而能够实现稳定的返回低挡控制。

另外，对于之后的再加速请求等也能够迅速地实现适当的变速比控制。因此，能够沿着目标变更变速比，提高变速感。

以上对实施方式进行了说明，但本发明可以适当变更该实施方式来实施。

例如，在所述实施方式中，在限制控制开始时施加限制用限制值CVint_lin以使积分操作量CVint阶梯状地减少，之后施加限制用限制值CVint_lin以使推力差接近平衡推力状态，能够迅速地接近平衡推力状态，但不限于此，也可以从限制控制开始时施加限制用限制值CVint_lin以使推力差接近平衡推力状态。

另外，在所述实施方式中，在限制控制开始时为使积分操作量CVint阶梯状地减少而施加将成为平衡推力状态的限制量减半的限制用限制值CVint_lin，但是，限制用限制值CVint_lin相对于成为平衡推力状态的限制量的减少比例并不局限于此。

Claims (5)

1.一种无级变速器的控制装置，该无级变速器由初级带轮、次级带轮和卷挂在这两个带轮上的带构成，且装备在车辆上，其中，

该控制装置具有控制单元，该控制单元通过使用了积分操作量的反馈控制来实施在所述车辆的减速中将所述无级变速器的变速比变速控制为低挡侧的到达目标变速比的返回低挡控制，

所述控制单元在所述返回低挡控制中若所述变速比达到所述到达目标变速比，基于所述初级带轮及所述次级带轮的推力平衡，实施限制所述积分操作量的限制控制，以使所述变速比保持所述到达目标变速比，

在所述限制控制中，施加限制用限制值来限制所述积分操作量，

在所述限制控制开始时，以所述积分操作量阶梯状地减少的方式施加所述限制用限制值，

之后，以接近所述两个带轮的推力平衡的平衡推力状态的方式施加所述限制用限制值，

若达到所述平衡推力状态，则以保持该平衡推力状态的方式施加所述限制用限制值。

2.如权利请求1所述的无级变速器的控制装置，其中，

在所述限制控制的实施中，当存在解除所述积分操作量的限制的解除请求时，所述控制单元解除所述积分操作量的限制。

3.如权利请求2所述的无级变速器的控制装置，其中，

当存在对所述无级变速器的降挡请求时，所述控制单元判定为存在所述解除请求。

4.如权利请求2所述的无级变速器的控制装置，其中，

当所述无级变速器的实际变速比向高挡侧换挡时，所述控制单元判定为存在所述解除请求。

5.一种无级变速器的控制方法，对由初级带轮、次级带轮和卷绕在这两个带轮上的带构成并装备在车辆上的所述无级变速器，通过使用了积分操作量的反馈控制来实施在所述车辆的减速中将所述无级变速器的变速比变速控制为低挡侧的目标变速比的返回低挡控制，其中，

在所述返回低挡控制中，若所述变速比达到所述到达目标变速比，则基于所述初级带轮及所述次级带轮的推力平衡，实施限制所述积分操作量的限制控制以使所述变速比保持所述到达目标变速比，

在所述限制控制中，施加限制用限制值来限制所述积分操作量，

在所述限制控制开始时，以所述积分操作量阶梯状地减少的方式施加所述限制用限制值，

之后，以接近所述两个带轮的推力平衡的平衡推力状态的方式施加所述限制用限制值，

若达到所述平衡推力状态，则以保持该平衡推力状态的方式施加所述限制用限制值。

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