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CN1892075B - 无级变速器控制装置 - Google Patents

无级变速器控制装置 Download PDF

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Abstract

一种降低伴随行驶模式转换而产生的变速振动的无级变速器控制装置。无级变速器(1)搭载于可对多个行驶模式进行选择的车辆上，对应于每个行驶模式来转换目标发动机转速。带轮比率由电动机(7)控制。变速器控制ECU(17)具有作为节气门开度和车速的函数而输出目标发动机转速的运算部(23)；基于目标发动机转速和实际的发电机转速输出电动机(7)的控制值的电动机控制值决定部(24)。电动机控制值决定部(24)伴随行驶模式的选择，在目标发动机转速变化超过对应于车速的预定判定值时，一级级地更新目前的目标发动机转速。

Description

无级变速器控制装置 
技术领域
本发明涉及无级变速器控制装置，特别是，适于将变速振动缓和的无级变速器控制装置，该变速振动是伴随着由行驶模式的转换而引起变速特性的较大变化而产生的。 
背景技术
已知有如下的控制装置，即，相对于与内燃机(以下称为“发动机”)连结的带式无级变速器，由电动机使驱动带轮的可动侧向发动机的输出轴方向滑动，控制带轮比率(特开平6-123351号公报)。在该控制装置中，基于节气门开度和车速对图表进行检索，决定目标比率，驱动电动机以得到该目标比率。另外，根据目标比率与实际的带轮比率之差，该差越大，电动机的负荷比越大，并且根据加速踏板的开、关状态来控制负荷。期待由该控制得到与对应于运转状况的变速要求相吻合的变速器的顺畅动作。 
专利文献1：特开平6-123351号公报 
在搭载有无级变速器的车辆中，探讨有设定多个车辆行驶模式，采用对每个行驶模式转换变速特性的控制方法。在这样的车辆中，在与行驶模式的转换连动而转换变速特性时，如果目标发动机转速与实际的发动机转速有很大不同，为了消除该转速差而急剧地改变变速比，则可能会产生变速振动，影响乘坐舒适度，并且有可能对变速器的耐用性也造成影响。 
如专利文献1记载的控制装置，考虑利用目标值与实际值之差通过控制负荷来改善上述问题。但是，行驶模式转换时变速特性的转换振动仅通过基于带轮比率的差对发动机的负荷调整是不能够充分改善的，故期望进一步的探讨。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种无级变速控制装置，其可对应车辆的每一个行驶模式来转换变速，其中，能够降低变速特性转换时的振动。 
为实现上述目的，本发明第一方面的无级变速器控制装置，其是可对多个变速特性不同的行驶模式进行选择的无级变速器的控制装置，其特征在于，包括：检测节气门开度的机构；检测车辆速度的机构；检测发动机转速的机构；所述无级变速器的变速比改变用促动器；作为节气门开度和车速的函数，输出目标发动机转速的目标值输出机构；基于所述目标发动机转速和被检测的实际的发动机转速之差来决定所述促动器的驱动方向及驱动速度的变速特性决定机构，所述变速特性决定机构具有变速特性过渡机构，该变速特性过渡机构随着行驶模式的转换，并且在判断行驶模式转换后的目标发动机转速与行驶模式转换前的目标发动机转速的差是在根据车速而设定的判定值以上的情况下，对当前的目标发动机的转速进行阶段性地更新，而过渡到行驶模式的转换后的目标发动机转速。 
本发明第二方面的无级变速器控制装置，其具有决定节气门开度判定值的机构，该节气门开度判定值是作为行驶模式和车速的函数而被设定的，所述变速特性过渡机构在目前的节气门开度大于所述节气门开度判定值的情况下，根据行驶模式更新所述目标发动机转速，另一方面，在目前的节气门开度小于所述节气门开度判定值的情况下，根据行驶模式和车速来更新所述目标发动机转速。 
另外，本发明第三方面的无级变速器控制装置，在根据所述行驶模式的转换而使所述目标发动机转速增高和降低的情况下，使所述目标发动机转速的更新速度不同。 
进而，本发明第四方面的无级变速器控制装置，其特征在于，根据所述行驶模式转换时的发动机转速，该发动机转速越高，所述目标发动机转速的更新速度越减小。 
根据具有上述特征的本发明，在要求有追随行驶模式的转换使发动机转速较大变化这样的变速特性的变化的情况下，在所要求的发动机转速的变化比考虑到该时刻的车速的判定值大时，能够一级级地改变目标发动机转速，以使发动机转速逐渐变化。通过使目标发动机转速逐渐变化，促动器的动作一点点地进行，可由该动作来减小变速振动，不给驾驶者带来不适感，可谋求提高耐用性。 
特别是，根据本发明第二方面，在目前的节气门开度比与行驶模式和车速相称的判定值大的情况即判断为加速中的情况下，无论车速如何，都根据对应于行驶模式设定的变化量来改变变速特性。另一方面，在目前的节气门开度小于判定值时即判定为减速中时，根据在行驶模式的基础上还考虑车速而设定的变化量来改变变速特性。由于减速中根据车速，变速振动易改变，故能够进行对应于车速的细微转换。 
根据本发明第三方面，能够在提高发动机转速和降低发动机转速的情况下改变转换速度。这是由于提高发动机转速的情况和降低发动机转速的情况下的变速振动不同。 
根据本发明第四方面，由于目前的发动机转速越高变速振动越大，故发动机转速越高，向目标发动机转速的过渡时间越长，可容易缓和变速振动。 
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的无级变速器控制装置的主要部分功能的框图； 
图2是本发明一实施方式的无级变速器控制装置的系统结构图； 
图3是表示目标发动机转速Netgt的转换的状态的图； 
图4是表示目标发动机转速Netgt的转换的状态的图； 
图5是无级变速器的特性过渡处理的流程图； 
图6表示目标发动机转速的差的判定值的图表的一例； 
图7是表示目标发动机转速Netgt单位时间的变化量的计算例的流程图； 
图8表示对应于车速的单位时间的目标发动机变化量ΔNetgt的图表的一例； 
图9表示对应于车速的节气门比较值THv的图表的一例； 
图10是表示低耗燃行驶模式的变速特性的一例的图； 
图11是表示运动行驶模式的变速特性的一例的图。 
符号说明 
1：无级变速器；2：输出轴；3：驱动带轮；10：从动带轮；14：V形带；16：从动带轮转速传感器；17：变速器控制ECU；19：模式开关；21：节气门传感器；22：发动机转速传感器；23：目标发动机转速运算部；24：模式控制值决定部 
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明一实施方式。图2是本发明一实施方式的 无级变速器控制装置的系统结构图。无级变速器1与例如作为越野行驶车辆(ATV)的驱动源的发动机(未图示)的曲轴、即输出轴2相连结。驱动带轮3由在轴向上滑动自如地设于固定带轮片31和输出轴2上的可动带轮片32构成。在可动带轮片32的轮毂外周上经由轴承4而支承滑块5。在滑块5的外周形成齿轮51，该齿轮51与由四个齿轮61、62、63、64构成的减速器6的最终级齿轮64啮合，减速器6的第一级齿轮61与电动机7的输出齿轮71啮合。形成于滑块5的内周的阴螺纹与在固定于壳体8的筒体9外周形成的阳螺纹拧合。 
若由电动机7的旋转而使滑块5转动，则滑块5的阴螺纹绕筒体9的阳螺纹转动，通过螺纹向轴向的进给作用，滑块5向输出轴2的轴向移动。利用该滑块5的移动，驱动带轮3的固定带轮片31和可动带轮片32的间隔变化。 
无级变速器1的从动带轮10被从动轴11支承。从动带轮10由可动带轮片101和固定带轮片102构成，都可相对于从动轴11自如转动。另外，可动带轮片101相对于从动轴11在轴向上自如滑动，通过盘簧103被向固定带轮片102附近施力。在从动轴11上设置离心式离合器12，经由该离合器12而将可动带轮片101与从动轴11结合。从动轴11经由含齿轮13的减速器与ATV的驱动轴结合。在驱动带轮3及从动带轮10上挂有V形带14。 
检测驱动带轮3的可动带轮片32的复原位置的位置传感器15接近可动带轮片32的外周设置。另外，检测从动带轮11的转速的从动带轮转速传感器16与同从动带轮10一起旋转的磁性体(未图示)相对配置。 
作为无级变速器1的控制装置，设有驱动电动机7的变速器控制ECU17。变速器控制ECU17含微型计算机，由蓄电池18供给电源。 
在车辆中设有用于选择行驶模式的模式开关19。根据行驶模式从手动模式和多个自动模式中选择变速特性。转换开关20输出向提高变速级的方向或降低变速级的方向转换的转换信号CH。转换开关20在手动模式下是有效的，根据转换信号CH来选择变速级。在手动模式下，对应每个变速级来设定规定的带轮比率而驱动电动机7。带轮比率为从动带轮10的转速N1与驱动带轮3的转速N0之比(N1/N0)。节气门传感器21检测未图示的发动机节气阀开度，输出开度信息TH。发动机转速传感器22检测设置在与发动机的输出轴连结的未图示的发电机(ACG)的转子上的变磁阻转子， 输出ACG转速、即发动机转速Ne。 
说明行驶模式。设定多个行驶模式，不同的变速特性对应于每个行驶模式。在本实施方式中，设定有手动模式、以及作为两个自动模式的运动行驶模式和低耗燃行驶模式。 
在手动模式下设定有多个变速比。并且，由转换开关20指示该多个变速比中的某一个，能够将变速比固定为指定的变速比而进行行驶。 
在运动行驶模式下，能够以比手动模式更高的发动机转速进行强劲的行驶，在低耗燃行驶模式下，与运动行驶模式相反地实现低于手动模式的发动机转速下的行驶。图10及图11分别表示低耗燃行驶模式及运动行驶模式的变速特性的一例。 
图1是表示变速器控制装置(ECU17)的主要部分功能的框图。目标发动机转速运算部23基于节气门开度TH和车速V算出目标发动机转速Netgt。例如，可由作为节气门开度TH和车速V的函数值而输出目标发动机转速Netgt的图表构成。该图表对应于每个行驶模式而设置。车速V能够以由从动带轮转速传感器16检测出的从动带轮10的转速为代表。 
电动机控制值决定部24是变速特性决定机构，基于目标发动机转速运算部23算出的目标发动机转速Netgt与发动机转速传感器22得到的发动机实际转速Ne之差，决定发动机7的旋转方向和电动机7的负荷即电动机转速。 
若目标发动机转速Netgt比发动机实际转速Ne高，则为了增大带轮比率而将发动机7向加大固定带轮31与可动带轮32之间的间隔的方向上驱动。另外，在目标发动机转速Netgt与发动机实际转速Ne之差大于与车速对应的判定值的情况下，为了延长带轮比率改变所需的时间而逐渐改变目标发动机转速Netgt。更加详细地说明，电动机7利用从发动机控制值决定部24输出的控制值即电动机7的旋转方向以及负荷，根据目标发动机转速Netgt被驱动，带轮比率被改变。 
在以往的装置中，若转换行驶模式，则由于目标发动机转速Netgt急剧转换，则变速振动增大。对此，在本实施方式中，在行驶模式转换时，目标发动机转速Netgt逐渐变化，故变速振动降低。 
图3是表示不采取使目标发动机转速Netgt逐渐变化的对策时的目标发动机转速Netgt的转换的状态的图。线A是行驶模式转换前的目标发动机转 速Netgt的特性，线B是行驶模式转换后的目标发动机转速Netgt的特性。 
图4是表示采取变速振动降低对策的图。如图所示，在行驶模式转换时，不立刻将目标发动机转速Netgt转换为线B，而是在过渡期间从线A向线B逐渐更新目标发动机转速Netgt。由此，能够降低变速振动。过渡期间由于行驶模式和在行驶模式转换时刻的行驶模式及车速的不同而不同(参照图7)。 
图5是使目标发动机转速Netgt逐渐变化的特性过渡处理的流程图。在步骤S1中，判断是否操作了模式开关19即是否进行了行驶模式的转换。若进行了行驶模式的转换，则进入步骤S2，判断转换前的行驶模式(目前模式)与转换后的行驶模式(过渡前模式)的目标发动机转速Netgt之差是否大于或等于阈值(判定值)。判定值从对应于车速V设定的图表中读取。图6为表示车速和判定值关系的图表的一例。 
在目标发动机转速Netgt的差比判定值大的情况下，进入步骤S3，判断过渡模式标志是否ON。过渡模式标志的初始值是OFF。因此，最初的判断是OFF，进入步骤S4，过渡模式标志为ON。在步骤S5中，作为过渡期间中的目标发动机转速Netgt，设定在目前的目标发动机转速Netgt上加上单位时间的变化量的值。 
在步骤S3中判断为过渡模式标志ON的情况下，进入步骤S6，作为过渡期间中的目标发动机转速Netgt，设置在前次的目标发动机转速Netgt上加上单位时间的变化量的值。在步骤S7中，使用由步骤S5或S6计算的过渡期间中的目标发动机转速Netgt进行伴随图2的功能的变速器控制。 
另外，若步骤S1或步骤S2的判定为否定，则进入步骤S8，过渡模式标记为OFF。在步骤S9中，不根据过渡期间中的目标发动机转速，而是根据通常的目标发动机转速Netgt(例如所述线B)来进行变速器控制。 
另外，在步骤S5、S6中，对发动机转速变化量进行加法运算，但在过渡前的目标发动机转速Netgt低的情况下，代替该加法而进行减法运算。 
图7是表示所述单位时间的目标发动机转速Netgt变化量的计算例的流程图。由该变化量来决定过渡期间。在该计算例中，根据节气门开度TH的大小，由行驶模式和车速V，或仅由行驶模式来决定目标发动机转速Netgt的变化量。 
图7中，在步骤S11中计算节气门开度TH的比较值THv。比较值THv 基于行驶模式和车速V来计算。例如，对应于每一行驶模式设置由与车速V的关系设定了节气门比较值THv的图表，并可检索该图表而求出比较值THv。 
在步骤S12中，将目前的节气门开度TH与比较值THv比较。节气门开度TH较小时，进入步骤S13，算出对应于行驶模式和车速V的单位时间的目标发动机转速变化量ΔNetgt。例如，由以与车速V的关系，对应每个行驶模式设定单位时间的目标发动机转速变化量ΔNetgt的图表，可通过检索该图表而求出单位时间的目标发动机转速变化量ΔNetgt。 
在步骤S12为否定的情况下，即，节气门开度TH大于比较值THv的情况下，进入步骤S14，读出对应于行驶模式预先设定的每单位时间的目标发动机转速变化量ΔNetgt。 
图9表示设定了步骤S11使用的对应于车速的节气门比较值THv的图表之一例。该图表对应于每个行驶模式而设定。 
图8表示设定了对应于车速的单位时间的目标发动机转速变化量ΔNetgt的图表之一例。该图表对应于每个行驶模式设定，最好分别用于加法运算及减法运算。另外，由于使用加法运算用和减法运算用各不同的图表，过渡时间的长度不同。例如，加法运算用与减法运算用相比，对应于车速的每单位时间的目标发动机转速变化量ΔNetgt减小。 
另外，根据行驶模式转换时的发动机转速Ne，发动机转速Ne越高，可使过渡时间越长、即单位时间的目标发动机转速变化量ΔNetgt越小。 

Claims (4)

1.一种无级变速器控制装置，其是可对多个变速特性不同的行驶模式进行选择的无级变速器的控制装置，其特征在于，包括：
检测节气门开度的机构；
检测车辆速度的机构；
检测发动机转速的机构；
所述无级变速器的变速比改变用促动器；
作为节气门开度和车速的函数，输出目标发动机转速的目标值输出机构；
基于所述目标发动机转速和被检测的实际的发动机转速之差来决定所述促动器的驱动方向及驱动速度的变速特性决定机构，
所述变速特性决定机构具有变速特性过渡机构，该变速特性过渡机构随着行驶模式的转换，并且在判断行驶模式转换后的目标发动机转速与行驶模式转换前的目标发动机转速的差是在根据车速而设定的判定值以上的情况下，对目前的目标发动机的转速进行阶段性地更新，而过渡到行驶模式的转换后的目标发动机转速。
2.如权利要求1所述的无级变速器控制装置，其特征在于，具有决定节气门开度判定值的机构，该节气门开度判定值是作为行驶模式和车速的函数而被设定的，
所述变速特性过渡机构在目前的节气门开度大于所述节气门开度判定值的情况下，根据行驶模式更新所述目标发动机转速，另一方面，在目前的节气门开度小于所述节气门开度判定值的情况下，根据行驶模式和车速来更新所述目前目标发动机转速。
3.如权利要求1所述的无级变速器控制装置，其特征在于，在根据所述行驶模式的转换而使所述行驶模式转换后的目标发动机转速增高和降低的情况下，使所述目前目标发动机转速的更新速度不同。
4.如权利要求1所述的无级变速器控制装置，其特征在于，在所述行驶模式转换时，被检测的发动机转速越高，所述目前目标发动机转速的更新速度越减小。
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