CN112955681A - 带式无级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带式无级变速器。本发明的带式无级变速器具有：初级带轮(2)、次级带轮(3)、以及在两带轮(2、3)上卷绕的皮带，带轮按压力由向初级带轮(2)供给的初级压以及向次级带轮(3)供给的次级压决定，该带式无级变速器具有变速控制装置，在车辆减速时进行将带式无级变速器的变速比向最低变更的低回程变速时，该变速控制装置基于车辆的减速度与变速比，算出皮带实际开始打滑的第一初级压实测下限值，并将低回程变速中初级压的目标值的下限值设定为初级压实测下限值，在检测出车轮的锁定趋势时，变速控制装置将初级压实测下限值设定得比未检测出锁定趋势时高。

Description

带式无级变速器

技术领域

本发明涉及可无级改变由皮带传递带轮间的动力时的变速比的带式无级变速器。

背景技术

以往，在专利文献1中已经公开一种技术，该技术在带式无级变速器的变速压力控制中，在初级带轮的旋转数为规定值以下、车速为规定值以下、且车辆的减速度比规定值大时，通过提高初级压来防止皮带打滑。

然而，例如即使在低μ路等没有产生那么大的减速度的情况下，在因制动而使轮胎趋于锁定时，也可能出现皮带打滑。

本发明是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种即使在轮胎趋于锁定时也能够抑制皮带打滑的带式无级变速器，。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2002-327835号公报

发明内容

为了实现上述目的，本发明的带式无级变速器具有：初级带轮、次级带轮、以及在两带轮上卷绕的皮带，带轮按压力由向所述初级带轮供给的初级压以及向所述次级带轮供给的次级压决定，并且具有变速控制装置，在车辆减速时进行将所述带式无级变速器的变速比向最低侧改变的低回程变速时，该变速控制装置基于车辆的减速度与所述变速比，算出所述皮带实际开始打滑的第一初级压实测下限值，将所述低回程变速中所述初级压的目标值的下限值设定为所述初级压实测下限值，在检测出车轮的锁定趋势时，所述变速控制装置将所述初级压实测下限值设定得比未检测出所述锁定趋势时高。

因此，即使轮胎为锁定趋势，也因为初级压的目标值的下限值设定得比轮胎未成为锁定趋势的情况下高，所以能够抑制皮带打滑。

附图说明

图1是表示第一实施方式的无级变速器的结构概要的图。

图2是第一实施方式的变速图。

图3是表示第一实施方式的变速器控制器12所进行的低回程变速时的油压下降控制的内容的流程图。

图4是表示在第一实施方式的油压控制中使用的变速比与必要压力的关系的图。

图5是表示第一实施方式的低回程变速时的初级压实测下限值运算处理的流程图。

图6是表示进行第一实施方式的低回程变速时的油压下降控制时的状况的时序图。

图7是表示在第一实施方式的低回程变速时的油压下降控制中ABS工作时的状况的时序图。

具体实施方式

[第一实施方式]

图1是表示第一实施方式的无级变速器(下面称为“CVT”)1的结构概要的图。初级带轮2及次级带轮3以双方的槽对准的方式而配置，在上述带轮2、3的槽中架设有皮带4。发动机5与初级带轮2同轴配置，在发动机5与初级带轮2之间，从发动机5一侧依次设有液力变矩器6、以及前进后退切换机构7。

液力变矩器6具有：与发动机5的输出轴连结的泵叶轮6a、与前进后退切换机构7的输入轴连结的涡轮叶轮6b、以及定子6c及锁止离合器6d。

前进后退切换机构7以双小齿轮行星齿轮组7a为主要的结构主要部件，其太阳齿轮与液力变矩器6的涡轮叶轮6b结合，行星架与初级带轮2结合。前进后退切换机构7还具有直接连结双小齿轮行星齿轮组7a的太阳齿轮及行星架间的起步离合器7b、以及固定齿圈的后退制动器7c。并且，在起步离合器7b联接时，从发动机5经由液力变矩器6的输入旋转直接向初级带轮2传递，在后退制动器7c联接时，从发动机5经由液力变矩器6的输入旋转反转，向初级带轮2传递。

初级带轮2的旋转经由皮带4，向次级带轮3传递，次级带轮3的旋转经由输出轴8、齿轮组9以及差动齿轮装置10，向未图示的驱动轮传递。为了在上述的动力传递中能够改变初级带轮2及次级带轮3间的变速比，使形成初级带轮2及次级带轮3的槽的圆锥板之中的一方作为固定圆锥板2a、3a，使另一方的圆锥板2b、3b为可向轴线方向位移的可动圆锥板。上述可动圆锥板2b、3b通过将管路压力作为原始压力而产生的初级压Ppri及次级压Psec供给初级带轮室2c及次级带轮室3c，向固定圆锥板2a、3a施力，由此，使皮带4与圆锥板摩擦卡合，在初级带轮2及次级带轮3间进行动力传递。

利用初级压Ppri及次级压Psec间的差压，使两带轮2、3的槽的宽度变化，并使相对于带轮2、3的皮带4的卷绕圆弧径连续地变化，由此来进行变速。

初级压Ppri及次级压Psec与向选择前进行驶档时联接的起步离合器7b、以及选择后退行驶档时联接的后退制动器7c供给的油压一起都由变速控制油压回路11进行控制。变速控制油压回路11响应于来自变速器控制器12的信号进行控制。

向变速器控制器12输入有：来自检测CVT1的实际输入转速Nin的输入转速传感器13的信号、来自检测CVT1的输出转速即车速VSP的车速传感器14的信号、来自检测初级压Ppri的初级压传感器15p的信号、来自检测次级压Psec的次级压传感器15s的信号、来自检测加速器开度APO的加速器开度传感器16的信号、来自检测选择杆位置的断路开关17的选择档位信号、来自检测有无踩踏制动踏板的制动开关18的信号、以及来自控制发动机5的发动机控制器19的与发动机5的运行状态(发动机转速Ne、发动机扭矩、燃料喷射时间、冷却水温TMPe等)相关的信号。

变速器控制器12参照图2所示的变速图，设定与车速VSP和加速器开度APO对应的目标输入转速tNin，使实际输入转速Nin追随目标输入转速tNin，另外，为了得到传递由发动机扭矩及液力变矩器扭矩决定的CVT1的输入扭矩所需要的带轮按压力，对初级压Ppri及次级压Psec进行控制。

在此，对初级压Ppri及次级压Psec设定由下式运算的下限值(下面称为“理论下限值”)，通常限制初级压Ppri及次级压Psec，使其不会低于理论下限值。

理论下限值＝(Tcosθ)/(2μR)

T：传递扭矩

θ：带轮的滑轮角(シーブ角)

μ：皮带与带轮之间的摩擦系数

R：皮带与带轮的接触半径

并且，在一方被理论下限值限制的情况下，提高另一方的压力，以确保在初级带轮2与次级带轮3之间变速所需要的差推力(差推力)。

此外，在释放加速器并踩踏制动器或者上坡时等车辆减速、CVT1沿图2的APO＝0/8的线向最低侧降档的低回程变速时、且停车之前或变速比没有变化的变速稳定时(最低)，为了抑制因下降低于初级压理论下限值而可能产生的皮带打滑，除了停车之前或变速比没有变化的变速稳定时以外，也可以使初级压Ppri下降而低于上述理论下限值。

因此，变速器控制器12通过进行如下说明的低回程变速时的油压下降控制，使初级压Ppri下降而低于上述理论下限值，由此来提高搭载有CVT1的车辆的低回程性，并通过使油泵小型化而进一步提高燃油效率。

图3是表示第一实施方式的变速器控制器12所进行的低回程变速时的油压下降控制的内容的流程图。参照该图，针对本控制的内容及其作用效果进行说明。在说明中，适当参照图6所示的时序图。图6所示的时序图表示了进行低回程变速时的油压下降控制时的状况。

在步骤S1中，变速器控制器12判断是否处于低回程变速中。在加速器开度为0且制动踏板被踩踏的情况、或者加速器开度为0且车辆的减速度比规定值大的情况(上坡时)下，变速器控制器12判断处于低回程变速中，并进入步骤S2。在非上述情况下则结束处理。

在步骤S2中，变速器控制器12判断是否处于锁止中。因为锁止离合器6d在车速VSP比规定的锁止开始车速高时联接，在车速VSP比规定的锁止解除车速(＜锁止开始车速)低时释放，所以能够基于车速VSP判断是否处于锁止中。在判断为处于锁止中的情况下，为了使初级压Ppri下降而低于初级压理论下限值，进入步骤S3之后的步骤。在判断未处于锁止中的情况下，为了在步骤S3之后的处理中使下降至不足初级压理论下限值的初级压Ppri恢复至初级压理论下限值，进入步骤S9。在图6中，在时刻t1踩踏制动踏板，开始低回程变速。

在步骤S3中，变速器控制器12对初级压理论下限值进行运算。初级压理论下限值如上所述，利用传递扭矩(＝基于发动机转速Ne及加速器开度APO，参照发动机扭矩图而进行运算的发动机5的扭矩)、初级带轮2的滑轮角(固定值)、皮带4与初级带轮2之间的摩擦系数(固定值)、以及皮带4与初级带轮2的接触半径(根据变速比决定的值)进行运算。

在步骤S4中，变速器控制器12执行初级压实测下限值运算处理。初级压实测下限值是皮带4实际开始打滑的初级压Ppri，基于车辆的减速度与变速比，参照预先实验求出的图进行运算。在避免车轮锁定的防抱死制动控制(下面记为ABS)未工作时，车辆的减速度越大，或者，变速比越处于低侧，则初级压实测下限值被设定为越低的值。在减速度较大时，需要更快地变速至低侧，需要较大的差推力。因此，为了确保初级压与次级压的差压而使初级压实测下限值为较低的值。另外，当变速比处于低侧时，因为必要初级压较低，所以通过使其为较低的值，能够降低次级压所需要的压力，谋求油泵的小型化以及燃油效率的改善。

另一方面，在ABS工作时，无关减速度，变速比越处于低侧，初级压实测下限值被设定为越高的值。此时，在使ABS工作时设定的初级压实测下限值为第二初级压实测下限值时，第二初级压实测下限值被设定为比理论下限值高的值。针对初级压实测下限值运算处理的详细情况，将在后面叙述。

在步骤S5中，变速器控制器12参照图4所示的图表，对维持该时间点的变速比所需要的次级压Psec进行运算。需要说明的是，虽然在图4中也图示了必要初级压，但在低回程变速时的油压下降控制中不会使用。

在步骤S6中，变速器控制器12将初级压理论下限值与初级压实测下限值的差(图6中Y1)与必要次级压相加(图6中Y2)，对校正后的必要次级压进行运算。然后，变速器控制器12控制次级压Psec，以使次级压Psec为校正后的必要次级压。具体而言，对调节次级压Psec的电磁阀进行控制。

在步骤S7中，变速器控制器12在步骤S6中对次级压Psec进行控制的结果为，由次级压传感器15s检测所获得的实际次级压Psec，基于该实际次级压Psec与初级带轮2和次级带轮3的受压面积之比，换算为初级平衡压(图6中Y3)。

在步骤S8中，变速器控制器12从初级平衡压中减去与降档所需要的差推力相应的压力(将需要的差推力除以初级带轮2的受压面积后的值)，对目标初级压进行运算(图6中Y4)。目标初级压虽然比初级压理论下限值低，但因为比初级压实测下限值高，所以不会被初级压实测下限值限制。然后，变速器控制器12对初级压Ppri进行控制，以使初级压Ppri为目标初级压。具体而言，对调节初级压Ppri的电磁阀进行控制。

图5是表示第一实施方式的初级压实测下限值运算处理的流程图。

在步骤S41中，判断ABS是否处于工作中，在处于工作中的情况下进入步骤S44，在未处于工作中的情况下进入步骤S42。

在步骤S42中，基于车辆的减速度G，设定减速度增益kg。减速度G越大，减速度增益kg被设定为越小的值。

在步骤S43中，基于变速比，设定变速比增益kr。变速比越处于低侧，变速比增益kr被设定为越小的值。

在步骤S44中，将减速度增益kg设定为1。换言之，与减速度无关，为恒定的值。虽然通常认为ABS工作时减速度处于较高的区域，但在路面摩擦系数较低的情况下，即使减速度较小，也容易形成锁定趋势。换言之，在减速度与锁定趋势之间，一对一的关系不成立。因此，在变成锁定趋势的ABS工作时，与减速度无关地设定初级压实测下限值，并且基于与锁定趋势的关联性更高的其它的参数进行设定。

在步骤S45中，设定变速比增益kr。变速比越处于低侧，ABS工作时的变速比增益kr被设定为越大的值。即，当车轮为锁定趋势时，次级带轮3的旋转数急剧变化，初级带轮2的旋转数也随之变化。这是因为此时变速比越处于低侧，初级带轮2的旋转数变化越容易增大，容易发生滑动。由此，设定比理论下限值高的第二初级压实测下限值。

在步骤S46中，判断是否小于表示车辆停止的规定车速，在判断为车辆停止的情况下，进入步骤S42，移向ABS未工作时的控制，在判断为车辆处于行驶中的情况下，进入步骤S47。

在步骤S47中，通过将基准初级实测下限值Ppmin乘以减速度增益kg和变速比增益kr，算出初级实测下限值。

(ABS未工作时的初级压控制)

在图6中，因为从时刻t1至t2，油量收支实际上不是不足，所以使实际次级压升高至校正后的必要次级压。其目的在于，虽然通过将初级压理论下限值变更为初级压实测下限值，能够使目标初级压下降至初级压实测下限值，但为了抑制因使初级压下降而可能产生的皮带打滑，在油量收支实际上不足之前的期间，使实际次级压升高，根据实际次级压Psec算出用于得到所需要的差推力的初级压Ppri。

由于在时刻t2以后油量收支实际上不足，实际次级压Psec不会升高至校正后的必要次级压，但因为从其中减去与需要的差推力相应的压力而得到的目标初级压比初级压实测下限值高，所以能够将初级压Ppri降低至目标初级压。

即，根据步骤S3～步骤S8的控制，使初级压的下限值下降，由此能够相对地降低低回程变速时的次级压(或者，即使不能确保充分的次级压，也能够得到变速所需要的差推力)，由此，能够谋求油泵的小型化，能够实现燃油效率的提高。

另外，根据步骤S3～步骤S8的控制，根据实际次级压Psec算出目标初级压，由此，即使在可尽量提高实际次级压Psec的区域，不使初级压下降来确保必要的差推力、且油量收支实际上不足、实际次级压Psec不会升高至校正后的必要次级压这样的状况(图6中时刻t2～t3)下，通过使初级压下降至下限值也能够确保必要的差推力，并能够使CVT1的变速比快速恢复至最低。

另一方面，在步骤S2中，在判断为停车之前或变速比没有变化的变速稳定时，进入步骤S9，在步骤S9中，变速器控制器12通过以规定的渐变梯度使目标初级压接近于初级压理论下限值，并且以规定的渐变梯度使校正后的必要次级压接近于必要次级压，分别控制为初级压理论下限值、必要次级压。由此，在变速比变化的变速过渡中，即使使初级压下限值下降的情况下，也能够在皮带与带轮之间的动态摩擦系数的影响下，抑制皮带与带轮之间的相对打滑，但在停车之前或变速比实际上没有变化的变速稳定时(最低)的情况下，由于皮带与带轮之间的摩擦系数从动态摩擦系数移向静态摩擦系数，在带轮与皮带之间可能产生相对打滑，因此在本区域中能够防止因使初级压下限值下降低于理论值而可能产生的皮带4打滑，并能够提高低回程性。图6中，该情况对应于时刻t3～t4。

(ABS工作时的初级压控制)

图7是表示在低回程变速时的油压下降控制中ABS工作时的状况的时序图。因为时刻t11～t12与图6的时刻t1～t2相同，所以省略说明。

当在时刻t12车轮为锁定趋势、且车轮速开始比车速大幅下降时，ABS工作。此时，当在车轮为锁定趋势时作用于初级带轮2与皮带4之间的扭矩非常大、且使初级压实测下限值降低时，可能会产生皮带打滑。这与其说是车辆的减速度较大的原因，不如说是缘于车轮为锁定趋势而使旋转数急剧下降。

另外，作为本申请的发明者努力研究的结果，发现只仅仅使初级压实测下限值恢复为初级压理论下限值，不能充分地抑制皮带打滑。因此，在第一实施方式中，设定使初级压实测下限值比初级压理论下限值高。另外，因为初级带轮2在变速比越处于低侧时越容易受到次级带轮侧的旋转变化而产生的影响，皮带打滑的可能性较高，因此，变速比越处于低侧，初级压实测下限值被设定得越高。由此，在时刻t12～t13之间ABS工作时，通过较高地设定初级压下限值，能够抑制皮带打滑。

当在时刻t13车速小于表示车辆停止的规定车速时，通过渐变控制从ABS工作时的初级压实测下限值移向ABS未工作时的初级压实测下限值。

如上所述，在第一实施方式中能够得到如下列举的作用效果。

(1)一种带式无级变速器，具有：初级带轮2、次级带轮3、以及在两带轮2、3上卷绕的皮带4，带轮按压力由向初级带轮2供给的初级压及向次级带轮3供给的次级压决定，该带式无级变速器具有变速器控制器12(变速控制装置)，在车辆减速时进行使带式无级变速器的变速比向最低变更的低回程变速时，该变速器控制器基于车辆的减速度与变速比，算出皮带4实际开始打滑的初级压实测下限值，将低回程变速中初级压的目标值的下限值设定为初级压实测下限值，在检测出车轮的锁定趋势时，变速器控制器12将初级压实测下限值设定得比未检测出车轮的锁定趋势时高。

因此，即使轮胎为锁定趋势，也因为低回程变速中初级压的目标值的下限值由第二初级压实测下限值设定，所以能够抑制皮带打滑。

(2)变速比越处于低侧，第二初级压实测下限值为越高的值。因此，即使在成为锁定趋势时的旋转变化变大，也能够抑制皮带打滑。

(3)第二初级压实测下限值相对于减速度恒定。换言之，与减速度无关地设定第二初级压实测下限值。由此，即使因路面摩擦系数而使锁定趋势形成时的减速度出现差异，也能够设定适当的第二初级压实测下限值。

(4)第二初级压实测下限值比基于传递扭矩T、初级带轮的滑轮角θ、皮带4与初级带轮2之间的摩擦系数μ以及皮带4与初级带轮2的接触半径R而进行运算的初级压的下限值即初级压理论下限值高。因此，即使在仅仅解除未检测出车轮的锁定趋势时的初级压实测下限值、设定为初级压理论下限值也会发生皮带打滑的情况下，通过设定比初级压理论下限值高的第二初级压实测下限值，也能够抑制皮带打滑。

(5)车辆的减速度越大，ABS未工作时的初级压实测下限值越被算出为较小的值，变速比越处于低侧，ABS未工作时的初级压实测下限值越被算出为较小的值。即，通过在减速度较大时减小初级压实测下限值，即使在油量收支不足的情况下，也容易确保初级压与次级压的差压，通过确保必要的差推力能够迅捷地变速。另外，当变速比处于低侧时，必要初级压较低，所以，通过设为较低的值，能够降低次级压所需要的压力，谋求油泵的小型化以及燃油效率的改善。换言之，ABS未工作时，变速比越处于低侧，越减小初级压实测下限值，ABS工作时，变速比越处于低侧，则越增高初级压实测下限值，由此，谋求燃油效率的改善，并能够抑制皮带打滑。

Claims (5)

1.一种带式无级变速器，具有：初级带轮、次级带轮、以及在两带轮上卷绕的皮带，带轮按压力由向所述初级带轮供给的初级压以及向所述次级带轮供给的次级压决定，该带式无级变速器的特征在于，

具有变速控制装置，在车辆减速时进行将带式无级变速器的变速比向最低变更的低回程变速时，所述变速控制装置基于车辆的减速度与所述变速比，算出所述皮带实际开始打滑的初级压实测下限值，将所述低回程变速中所述初级压的目标值的下限值设定为所述初级压实测下限值，

在检测出车轮的锁定趋势时，所述变速控制装置将所述初级压实测下限值设定得比未检测出所述锁定趋势时高。

2.如权利要求1所述的带式无级变速器，其特征在于，

变速比越处于低侧，检测出所述锁定趋势时的所述初级压实测下限值为越高的值。

3.如权利要求1或2所述的带式无级变速器，其特征在于，

检测出所述锁定趋势时的所述初级压实测下限值相对于减速度恒定。

4.如权利要求1至3中任一项所述的带式无级变速器，其特征在于，

检测出所述锁定趋势时的所述初级压实测下限值比初级压理论下限值高，所述初级压理论下限值为基于传递扭矩、所述初级带轮的滑轮角、所述皮带与所述初级带轮之间的摩擦系数以及所述皮带与所述初级带轮的接触半径而运算的所述初级压的下限值。

5.如权利要求1至4中任一项所述的带式无级变速器，其特征在于，

车辆的减速度越大，未检测出所述锁定趋势时的所述初级压实测下限值越被算出为较小的值，所述变速比越处于低侧，未检测出所述锁定趋势时的所述初级压实测下限值越被算出为较小的值。

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