專利名稱：無級(jí)變速器的引擎制動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于無級(jí)變速器的引擎制動(dòng)控制裝置，適用于以無級(jí)變速器作為汽車變速箱的場合。
汽車行駛時(shí)，在遇到拐彎或下坡等情況下，引擎的有效制動(dòng)對(duì)于保證車輛行駛的穩(wěn)定性是不可缺少的，以往，為得到引擎的制動(dòng)扭矩，對(duì)于人工操作車所采取的措施是，在分離離合器時(shí)，將齒輪變速桿往低檔轉(zhuǎn)換;對(duì)自動(dòng)車，則是將換位選擇桿往低速檔轉(zhuǎn)換。
但是，由于這樣得到的引擎制動(dòng)扭矩相應(yīng)于新位置的齒輪比和當(dāng)時(shí)的車速是唯一的，因此，駕駛員不能隨意地進(jìn)行調(diào)節(jié)，也即，齒輪比是“有級(jí)”地設(shè)置在各個(gè)位置上，當(dāng)選擇不同的位置時(shí)，引擎制動(dòng)扭矩差別很大。因此，駕駛員只有留心選擇盡可能恰當(dāng)?shù)臋n次，一旦選定檔位后，就產(chǎn)生相應(yīng)于當(dāng)時(shí)車速(或非加速狀態(tài)的車速)的唯一制動(dòng)扭矩，因此，當(dāng)駕駛員需要更大的制動(dòng)扭矩時(shí)，就必須依賴于剎車踏板，這樣，就產(chǎn)生下列問題，即，當(dāng)遇到拐彎或下坡時(shí)，就不能充分確保行車的穩(wěn)定性，另外，由于轉(zhuǎn)換桿和剎車踏板操作延遲問題，從而容易處于一種危險(xiǎn)的狀態(tài)。與此相反，在下面本發(fā)明提出的裝著無級(jí)變速器的車輛中，是以加速為主來設(shè)計(jì)變速控制的;或者變速控制只是根據(jù)其與車速等的關(guān)系來設(shè)計(jì)。油門即使開著幾乎都不產(chǎn)生引擎制動(dòng)扭矩，或者即使產(chǎn)生扭矩，也與司機(jī)的意志無關(guān)。
本發(fā)明的目的是開發(fā)適用的引擎制動(dòng)控制裝置，該裝置的前提是利用無級(jí)變速器，這種無級(jí)變速器可以使速度比無級(jí)地變化。通過對(duì)無級(jí)變速器的簡單操作，裝置就能進(jìn)行合適的同時(shí)又相應(yīng)于車速變化的引擎制動(dòng)，或在非加速時(shí)，也能以簡單的操作積極地使制動(dòng)扭矩改變。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明裝置的第一實(shí)施例構(gòu)造形式如

圖1所示，它包括檢測油門踏板實(shí)際踏入位置的裝置;測量車速的裝置和控制無級(jí)變速器速度比的裝置，即，通過上述兩檢測裝置，分別輸入油門踏板實(shí)際踏入位置及車速，車速越大，所設(shè)定的踏入基準(zhǔn)點(diǎn)越向踏入側(cè)移位，同時(shí)，當(dāng)實(shí)際踏入位置不到踏入基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，根據(jù)兩者間位置相差的大小，引擎制動(dòng)扭矩發(fā)生變化。
對(duì)于這樣構(gòu)成的裝置，當(dāng)司機(jī)用力踏住油門踏板超過踏入基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，就可實(shí)現(xiàn)一般的加速，而當(dāng)油門踏板實(shí)際踏入位置不到踏入基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，根據(jù)兩者位置差異量，通過控制裝置就可以實(shí)現(xiàn)引擎制動(dòng)。
此時(shí)，由于踏入基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)定是越高速行駛，越向踏入側(cè)移位，因而，可以擴(kuò)大油門踏板的踏入范圍，在這一范圍內(nèi)都能產(chǎn)生相應(yīng)的引擎制動(dòng)，駕駛員就可以利用這一寬廣的操作范圍，進(jìn)行多種引擎制動(dòng)。相反地，踏入基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)定越低速行駛，越向油門開啟側(cè)移位，則能夠相應(yīng)地產(chǎn)生引擎制動(dòng)的油門踏入范圍就窄，駕駛員用適當(dāng)?shù)囊嬷苿?dòng)方式就能使車輛停止行駛。
本發(fā)明裝置的第二個(gè)實(shí)施例構(gòu)造形式如圖7所示，它包括角度偏移量的測量裝置，調(diào)節(jié)油門開度，可使其變?yōu)榱?，在這一油門開度調(diào)節(jié)范圍內(nèi)(俗稱為“帶速”的非加速區(qū))，從最大開度處到油門實(shí)際開度處的角位移就為角偏移量;測量車速的裝置和控制無級(jí)變速器速度比的控制裝置，通過上述兩個(gè)檢測裝置，分別輸入角偏移量及車速，引擎制動(dòng)扭矩相應(yīng)發(fā)生變化，如此達(dá)到控制目的。
對(duì)于這樣構(gòu)成的裝置，油門角偏移量變化時(shí)，通過檢測裝置可測出這一新的偏移量，控制裝置則必須根據(jù)偏移量的增減使引擎制動(dòng)扭矩發(fā)生變化。從而控制無級(jí)變速器的速度比，因此，在非加速情況下，司機(jī)也可以只通過油門踏入板的操作來積極地調(diào)節(jié)制動(dòng)扭矩，從而可以使汽車的行駛由加速區(qū)簡單地過渡到減速狀態(tài)。
下面結(jié)合附圖和較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說明，其中圖1至圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例的說明圖，圖1表示本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2表示該裝置的原理圖，圖3為狀態(tài)選擇器的平面圖，圖4為油門踏板模型，圖5為程序框圖，圖6是引擎特性曲線圖。
圖7至圖12是本發(fā)明第二實(shí)施例的說明圖，圖7表示本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8表示該裝置的原理圖，圖9為狀態(tài)選擇器的平面圖，圖10為角偏移量示意圖，圖11為程序框圖，圖12表示引擎特性曲線圖。
在本發(fā)明第一實(shí)施例中，如圖2所示，車輛用無級(jí)變速器具有容量可變液壓泵4和液壓馬達(dá)6，液壓泵由引擎3驅(qū)動(dòng)，引擎的輸出隨著油門踏板2的踏入位置而變化。液壓馬達(dá)可通過液壓泵排出的壓力液驅(qū)動(dòng)車輪5。根據(jù)液壓泵4的容量變化，可無階段地調(diào)節(jié)速度比e。這種車輛還裝有狀態(tài)選擇器7，如圖3所示，狀態(tài)選擇器包括停車狀態(tài)P、倒車狀態(tài)R、中間狀態(tài)N、驅(qū)動(dòng)狀態(tài)D，此外還有引擎制動(dòng)控制狀態(tài)EB。當(dāng)將換檔桿8置于引擎制動(dòng)控制狀態(tài)EB時(shí)，引擎制動(dòng)控制裝置就開展工作。
如圖2-圖4所示，引擎制動(dòng)控制裝置有兩個(gè)檢測裝置9，10，其中，檢測裝置9是用來測量油門踏板2踏入位置θ(0≤θ≤Full)的;檢測裝置10則為測量車速而設(shè)置，在這兩個(gè)檢測裝置中采用了適當(dāng)?shù)拿舾性?，如電位?jì)，旋轉(zhuǎn)編碼器。轉(zhuǎn)速表傳感器等，又，圖示裝置中還有作為控制裝置的微型計(jì)算機(jī)11。當(dāng)輸入上述兩個(gè)檢測裝置得到的測量值θ.V時(shí)，計(jì)算機(jī)就可向無級(jí)變速器1輸出適宜的變速控制信號(hào)X。
微型計(jì)算機(jī)11包括CPU12，存儲(chǔ)器13，外部接口14，這是眾所周知的。在存儲(chǔ)器13中存入了控制CPU的程序，CPU12根據(jù)這一程序，按照逐次輸入的檢測值θ.V以及預(yù)先存入存儲(chǔ)器13的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，決定速度比e，然后，向無級(jí)變速器1的液壓泵4輸出實(shí)現(xiàn)這一速度比e的控制信號(hào)X，從而可使液壓泵的容量發(fā)生適宜的變化。
圖5為程序框圖，下文根據(jù)框圖說明本實(shí)施例的工作情況，程序啟動(dòng)時(shí)，在線框21處，狀態(tài)選擇器7優(yōu)選判斷是否為引擎制動(dòng)控制狀態(tài)EB，當(dāng)判斷為“否”時(shí)，則移向一般行駛狀態(tài)程序框22，程序框22于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)D編入了控制速度比e的程序，可進(jìn)行一般的運(yùn)算，并且在執(zhí)行變速控制后返回原狀態(tài)，當(dāng)線框21中判斷為“是”時(shí)，車速V及油門踏入位置θ兩參數(shù)于框23中讀入CPU12內(nèi)，并在方框24中進(jìn)行目標(biāo)速度比e的運(yùn)算。
此時(shí)的計(jì)算式如下，首先，設(shè)引擎3的軸3a上扭矩為TE(負(fù)數(shù)為引擎制動(dòng)扭矩)，則TE可表示為油門踏入位置θ(油門開度)及引擎轉(zhuǎn)數(shù)SE的函數(shù)，即TE(θ，SE)＝f(SE-SE0(θ)) ……(1)其中，SE0(θ)表示油門處于θ處時(shí)，在無負(fù)荷狀態(tài)下的引擎轉(zhuǎn)數(shù)，參考圖6。又，設(shè)C1為常數(shù)，則轉(zhuǎn)速SE與車速V及速度比e存在下述關(guān)系SE＝V/(C1.e) ……(2)于是，由(1)、(2)式可得到TE(θ·SE)＝f(V/(C1.e)-SE0(θ)) ……(3)此外，一般認(rèn)為函數(shù)f是關(guān)于SE單調(diào)增加的，因此，在(3)式中，通過使速度比e變化，就可以對(duì)引擎造成對(duì)應(yīng)于車速V變化的有效制動(dòng)，下面按下式定義速度比ee＝e0-c2(αmax-α) ……(4)e0為TE＝0這一無負(fù)荷狀態(tài)下的速度比，由(3)式有V/(C1.e0)-SE0(θ)＝0因此 e0＝V/(C1.SE0(α))……(5)其中，α表示從踏入基準(zhǔn)點(diǎn)P到油門踏板實(shí)際踏入位置θ處的變位角度，即，α＝0處，油門踏板實(shí)際踏入位置θ與踏入基準(zhǔn)點(diǎn)P一致，在α＝αmax處，油門實(shí)際踏入位置θ與油門開啟位置一致，此時(shí)，αmax如下定義αmax＝C3.V ……(6)由此設(shè)置了α＝0的踏入基準(zhǔn)點(diǎn)P，它隨車速V的增大而向踏入側(cè)位移。
根據(jù)(4)-(6)式，通過油門踏入位置θ及車速V就可以計(jì)算速度比e，算出e后，又通過方框25，向液壓泵4輸出實(shí)際速度比e的控制信號(hào)X，執(zhí)行后再返回。
如此的構(gòu)造，在αmax＜θ＜Full的范圍內(nèi)，可進(jìn)行一般行駛狀態(tài)的控制。又，由(3)式知，在0≤θ≤αmax的范圍內(nèi)，則可對(duì)所產(chǎn)生的引擎制動(dòng)扭矩TE進(jìn)行控制，而且，從(6)式知，因αmax與V成正比地增大，因此，在引擎制動(dòng)控制方面，越是高速行駛，司機(jī)對(duì)有效制動(dòng)的θ角的選擇范圍越大，結(jié)果，可以得到多種引擎制動(dòng)扭矩TE。又，越低速時(shí)，θ的選擇范圍越窄;結(jié)果是恰當(dāng)?shù)囊嬷苿?dòng)就可以使車輛平緩地進(jìn)行低速行駛和停止。如此，駕駛員就可以適于自己的駕駛感覺，對(duì)于引擎制動(dòng)隨意地把握。從而，當(dāng)遇到拐彎或下坡時(shí)，能夠真正提高其行車的穩(wěn)定性。又，由于通過油門進(jìn)行了此種控制，因此，可以簡單地使行車狀態(tài)從加速區(qū)移位減速區(qū)，提高了操作性能，特別是設(shè)θ＝αmax時(shí)，在踏入基準(zhǔn)點(diǎn)P處可以使TE恰好為0，即TE＝0(引擎無負(fù)荷狀態(tài))，因此，由(5)式知，在基準(zhǔn)點(diǎn)前后踏住油門踏板2進(jìn)行操作時(shí)，其加減速扭矩特性能平滑地連接，使得車輛行駛平穩(wěn)。
上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明引擎制動(dòng)控制裝置適用于無級(jí)變速器搭載車輛。因此，即使不進(jìn)行換檔操作和制動(dòng)操作，而只進(jìn)行簡單的油門操作，也可按自己的意志實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)?shù)囊嬷苿?dòng)，并且，制動(dòng)的調(diào)整范圍越是高速越廣，因此，當(dāng)遇到拐彎或下坡時(shí)，可提高車輛行駛的穩(wěn)定性;也可以真正減少由于操作延遲而帶來的危險(xiǎn)性;同時(shí)，也能確保停車時(shí)動(dòng)作的平緩。
本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例如圖7至圖12所示，其總體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，如圖7、圖8所示，但是，在狀態(tài)選擇器中與實(shí)施例1不同的是，設(shè)置了兩個(gè)引擎制動(dòng)控制狀態(tài)EB1、EB2，如圖9所示，當(dāng)將換檔桿8置于引擎制動(dòng)控制狀態(tài)EB1.EB2中的一個(gè)時(shí)，制動(dòng)控制裝置就開始動(dòng)作。
引擎制動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)如下;油門踏板2如圖10所示，油門開度變化范圍A設(shè)計(jì)得較大，這個(gè)油門開度A從調(diào)節(jié)開度θ2＝0處算起，它是由整個(gè)油門開度變化范圍θ1中扣除了調(diào)節(jié)開度變化域θ2后所剩下的部分。在A這一范圍內(nèi)，從θ1為最大的開度起到油門實(shí)際開度間的角度偏移被定為角偏移量α，裝置中具有檢測裝置9和10，如圖2所示，裝置9主要用來在油門踏板2的周邊上測量角偏移量α，裝置10則用來在車輪5的邊緣測車速。兩個(gè)檢測裝置中采用了與實(shí)施例1相同的敏感元件，裝置中還設(shè)置了作為控制裝置的微型計(jì)算機(jī)11。將測量值α.V輸入計(jì)算機(jī)，就可以得到適宜的變速控制信號(hào)X，進(jìn)一步，又將這個(gè)信號(hào)X輸給無級(jí)變速器1。
計(jì)算機(jī)11的結(jié)構(gòu)及原理與實(shí)施例1相同。
圖11為程序框圖，下文根據(jù)框圖說明本實(shí)施例的工作情況，程序啟動(dòng)后，線框21中，狀態(tài)選擇器7首先判斷是否為驅(qū)動(dòng)狀態(tài)D。判斷為“是”時(shí)，移往一般行駛程序方框22，方框22由驅(qū)動(dòng)狀態(tài)D下控制速度比e的程序構(gòu)成，它可進(jìn)行一般的運(yùn)算，并在執(zhí)行變速控制后返回原狀態(tài)。當(dāng)框21中判斷為“否”時(shí)，在框23中，狀態(tài)選擇器7判斷是否為EB1狀態(tài)?！笆恰睍r(shí)，在框24中置K＝K1，“否”時(shí)，在方框25中置K＝K2，然后移到方框26，向CPU12輸入車速V、角偏移量α，進(jìn)一步在方框27中首先判斷車速是否在10km/h以下，“是”時(shí)，由于不管怎樣控制速度比，都很難產(chǎn)生有效的制動(dòng)扭矩，因此，不進(jìn)行本發(fā)明中的制動(dòng)控制，而將命令移往方框22的一般行駛程序，判斷為“否”時(shí)，在方框28中進(jìn)行速度比e的運(yùn)算。
此時(shí)，計(jì)算式如下首先，設(shè)在無級(jí)變速器1的輸入軸1a上產(chǎn)生的扭矩為引擎制動(dòng)扭矩TE，輸出軸1b上產(chǎn)生的扭矩為車輪扭矩TH，則由油門開啟時(shí)的引擎特性曲線(參考圖12)，可建立下述近似的線性關(guān)系TE＝C1.SE……(1)其中，C1為系數(shù);SE為引擎的轉(zhuǎn)數(shù);又，設(shè)C2為常數(shù)，則，對(duì)于無級(jí)變速器，下述兩式也成立TH＝TE/e ……(2)V＝C2·e·SE……(3)由于引擎制動(dòng)扭矩TE對(duì)應(yīng)于油門踏板2的角偏移量α，因此，可定義下式TH＝k.α ……(4)司機(jī)通過換檔桿8可予先選擇狀態(tài)EB1或EB2狀態(tài)，由于即可決定k，取k1或K2來調(diào)節(jié)制動(dòng)的效果(k1＜k2)，據(jù)此，由上述(1)-(4)式可以得到e＝｛V/(k.Cα)｝1/2……(5)由(5)式CPU12即可算得e值。
此外，在方框29中，將實(shí)現(xiàn)速度比e的控制信號(hào)X向液壓泵4輸出，執(zhí)行后返回。
如此構(gòu)成的裝置，在非加速狀態(tài)也可以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于前述角偏移量α的制動(dòng)效果，從而，司機(jī)可通過角偏移操作靈活地調(diào)節(jié)制動(dòng)扭矩，因此，也就可以結(jié)合自己的駕駛感覺來隨意地把握制動(dòng)過程，使行車穩(wěn)定性得到提高。又，由于這種控制是通過油門操作來進(jìn)行的，因此，就能夠使行車狀態(tài)以加速區(qū)簡單地過渡到減速區(qū)，操作性能也得到了改善。
上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明裝置適用于無級(jí)變速器搭載車輛，在非加速情況下，無需對(duì)制動(dòng)踏板進(jìn)行煩雜的操作，只要對(duì)油門踏板角偏移量進(jìn)行操作，就能按照自己的意志隨意地把握制動(dòng)扭矩，達(dá)到制動(dòng)目的，由于這一機(jī)能，從而可提高在彎道或下坡時(shí)的行車穩(wěn)定性，減少由于操作延遲等引起的危險(xiǎn)性。
實(shí)用時(shí)，必須決定上述算式中的各系數(shù)，同時(shí)，也可適當(dāng)考慮其他的修正系數(shù)，還可預(yù)先將計(jì)算結(jié)果畫成圖象。此外，還可在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行多種變形，例如，可固定無級(jí)變速器的液壓泵，將液壓馬達(dá)制成容量可變型，或是使兩者均可變等等。
權(quán)利要求
1.一種無級(jí)變速器的引擎制動(dòng)控制裝置，該裝置適用于具有無級(jí)變速器的車輛，無級(jí)變速器可以使速度比無階段地變化，其中的速度比用“輸出轉(zhuǎn)數(shù)/輸入轉(zhuǎn)數(shù)”表示，其特征在于所述無級(jí)變速器的引擎制動(dòng)控制裝置包括檢測油門踏板踏入位置的裝置；測量車速的裝置和控制無級(jí)變速器速度比的裝置，即，通過上述兩個(gè)檢測裝置，分別輸入油門踏板的踏入位置及車速，車速越增大，設(shè)定的踏入基準(zhǔn)點(diǎn)越向踏入側(cè)移位，同時(shí)，當(dāng)實(shí)際踏入位置不到踏入基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，實(shí)際踏入位置與踏入基準(zhǔn)點(diǎn)間就有一個(gè)變位量，根據(jù)這個(gè)變位量的大小，引擎制動(dòng)發(fā)生變化。
2.一種無級(jí)變速器的引擎制動(dòng)控制裝置，該裝置適用于具有無級(jí)變速器的車輛，無級(jí)變速器可以使速度比無階段地變化，其中的速度比用“輸出轉(zhuǎn)數(shù)/輸入轉(zhuǎn)數(shù)”表示，其特征在于所述無級(jí)變速器的引擎制動(dòng)控制裝置包括檢測角度偏移量的裝置，這個(gè)偏移角表示在使油門調(diào)節(jié)開度變?yōu)榱愕拈_度變化范圍，從最大開度處到實(shí)際開度處的角偏移量;測量車速的裝置和控制無級(jí)變速器速度比的裝置，即，通過上述兩個(gè)檢測裝置，分別輸入角偏移量及車速，引擎的制動(dòng)扭矩相應(yīng)于這兩個(gè)輸入量而變化。
全文摘要
一種無級(jí)變速器的引擎制動(dòng)控制裝置，該裝置適用于具有無級(jí)變速器的車輛，其特征在于該裝置包括檢測油門踏板踏入位置的裝置和測量車速的裝置，或者檢測角度偏移量的裝置和測量車速的裝置，以及由上述兩組檢測裝置中的任一組測出的信號(hào)，控制無級(jí)變速器速度比的裝置。
文檔編號(hào)B60W30/18GK1051329SQ9010888
公開日1991年5月15日 申請(qǐng)日期1990年10月31日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月31日
發(fā)明者宇沢啟, 喜利元貞 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島津制作所