專利名稱：控制裝置、變速器、車輛、控制方法及估計(jì)熱量值的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于變速機(jī)構(gòu)的控制裝置、變速器、設(shè)置有變速器的車 輛、控制變速機(jī)構(gòu)的方法以及估計(jì)電動(dòng)機(jī)的熱量值的方法。具體而言，本 發(fā)明涉及用于其變速比可以用電動(dòng)機(jī)改變的電控變速機(jī)構(gòu)的控制裝置、其 變速比可以用電動(dòng)機(jī)改變的電控變速器、設(shè)置有這樣變速器的車輛、控制 其變速比可以用電動(dòng)機(jī)改變的電控變速機(jī)構(gòu)的方法以及估計(jì)其變速比可以 用電動(dòng)機(jī)改變的電控變速機(jī)構(gòu)中電動(dòng)機(jī)的熱量值的方法。
背景技術(shù)：
已知一種傳統(tǒng)的無級(jí)變速器，其變速比可以使用電動(dòng)機(jī)連續(xù)地改變(下文稱為ECVT,全稱為，電無級(jí)變速器)(例如，專利文獻(xiàn)l)。專利文獻(xiàn)1JP-A-2004-19740發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題在ECVT中，由于變速比的變化，比較頻繁地反向驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。因 此，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)和其驅(qū)動(dòng)電路的溫度升高，并導(dǎo) 致電動(dòng)機(jī)性能的惡化。因此優(yōu)選地監(jiān)控電動(dòng)機(jī)溫度或熱量值，使得電動(dòng)機(jī)溫度不超過電動(dòng)機(jī) 的容許使用溫度范圍。例如，可以想到一種估計(jì)電動(dòng)機(jī)溫度的方法，其中 在電動(dòng)機(jī)、其驅(qū)動(dòng)電路等上設(shè)置溫度傳感器。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的熱量值與流經(jīng) 電動(dòng)機(jī)的電流的平方成比例，因此可以想到的另一種估計(jì)電動(dòng)機(jī)的熱量值 的方法是提供電流傳感器，以測量流經(jīng)電動(dòng)機(jī)的電流，并從測量到的電流 估計(jì)電動(dòng)機(jī)的熱量值。但是，上述的方法需要單獨(dú)設(shè)置溫度傳感器和電流傳感器。因此，ECVT的構(gòu)造和控制不期望地變得復(fù)雜。針對上述方面，作出本發(fā)明。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種變速 器，其使得可以用簡單的構(gòu)造來估計(jì)電動(dòng)機(jī)的熱量值。此外，雖然這里使用ECVT作為示例解釋要解決的問題，但是要解決的問題對于使用電動(dòng)機(jī)改變傳動(dòng)比的一般變速器也是存在的。 解決問題的方案本發(fā)明的控制裝置是無級(jí)變速機(jī)構(gòu)的控制裝置，該無級(jí)變速機(jī)構(gòu)由輸入軸；輸出軸；以及用于無級(jí)地改變輸入軸和輸出軸之間的變速比的電動(dòng) 機(jī)構(gòu)成。本發(fā)明的控制裝置基于變速比的變化速率來估計(jì)電動(dòng)機(jī)的熱量 值。本發(fā)明的無級(jí)變速器由無級(jí)變速機(jī)構(gòu)和控制部分構(gòu)成。無級(jí)變速機(jī)構(gòu) 包括輸入軸、輸出軸和電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)無級(jí)地改變輸入軸和輸出軸之間的 變速比?？刂撇糠只谧兯俦鹊淖兓俾蕘砉烙?jì)電動(dòng)機(jī)的熱量值。本發(fā)明的車輛包括本發(fā)明的無級(jí)變速器。本發(fā)明的控制方法是控制無級(jí)變速機(jī)構(gòu)的方法，該無級(jí)變速機(jī)構(gòu)由輸 入軸；輸出軸；以及用于無級(jí)地改變輸入軸和輸出軸之間的變速比的電動(dòng) 機(jī)構(gòu)成。利用本發(fā)明的控制方法，從變速比的變化速率估計(jì)電動(dòng)機(jī)的熱量 值。本發(fā)明的估計(jì)電動(dòng)機(jī)的熱量值的方法是估計(jì)無級(jí)變速器中電動(dòng)機(jī)的熱 量值的方法，其中無級(jí)變速器由輸入軸、輸出軸和用于無級(jí)改變輸入軸和 輸出軸之間的變速比的電動(dòng)機(jī)構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明估計(jì)電動(dòng)機(jī)的熱量值的方 法，從變速比的變化速率估計(jì)電動(dòng)機(jī)的熱量值。發(fā)明效果本發(fā)明可以提供一種用簡單構(gòu)造來估計(jì)電動(dòng)機(jī)的熱量值的變速器。


圖l是應(yīng)用了本發(fā)明的摩托車的側(cè)視圖。圖2是發(fā)動(dòng)機(jī)單元的剖視圖。圖3是示出ECVT的構(gòu)造的部分剖視圖。圖4是表示摩托車的控制系統(tǒng)的框圖。圖5是表示輪位置控制的框圖。 圖6是作為示例的函數(shù)Ff (1)的曲線圖。 圖7是作為另一示例的函數(shù)Ff (1)的曲線圖。 圖8是作為又一示例的函數(shù)Ff (1)的曲p圖。圖9是示出估計(jì)電動(dòng)機(jī)的熱量值的方法和控制電動(dòng)機(jī)的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
(第一實(shí)施例)(本實(shí)施例的概述)由于認(rèn)真研究，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的熱量值和變速比的變化速率之 間的關(guān)系，并實(shí)現(xiàn)了本實(shí)施例。下面使用摩托車1作為示例詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的示例。雖 然使用所謂的速可達(dá)型摩托車1作為示例描述本實(shí)施例，但是本發(fā)明的車 輛不限于速可達(dá)型摩托車。本發(fā)明的車輛可是速可達(dá)型摩托車之外的車 輛。具體而言，本發(fā)明的兩輪車輛可以是越野型、摩托車型、速可達(dá)型或 所謂的助力腳踏型。此外，本發(fā)明的車輛可以是摩托車之外的跨乘式車 輛。具體而言，與本發(fā)明有關(guān)的車輛例如可以是ATV (全地形車輛)。此 外，本發(fā)明的車輛可以是跨乘式車輛之外的車輛，諸如四輪車輛。根據(jù)本實(shí)施例的摩托車1的詳細(xì)描述(摩托車l的大概構(gòu)造)圖1是摩托車1的側(cè)視圖。摩托車1設(shè)置有車身框架(未示出)。發(fā) 動(dòng)機(jī)單元2安裝在車身框架上。后輪3附裝到發(fā)動(dòng)機(jī)單元2的后部。在本 實(shí)施例中，后輪3是用發(fā)動(dòng)機(jī)單元2驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪。車身框架具有從把手4向下延伸的頭管(未示出)。前叉5連接到頭 管的下端部。將前輪6以旋轉(zhuǎn)的方式附裝到前叉5的下端部。前輪6不連 接到發(fā)動(dòng)機(jī)單元2，并且是自由旋轉(zhuǎn)的車輪。(發(fā)動(dòng)機(jī)單元2的構(gòu)成)接著，參考圖2和3描述發(fā)動(dòng)機(jī)單元2的構(gòu)成。 (發(fā)動(dòng)機(jī)10的構(gòu)成)如圖2和3所示，發(fā)動(dòng)機(jī)單元2包括(內(nèi)燃機(jī))發(fā)動(dòng)機(jī)10和變速器 20。在本實(shí)施例中，描述的發(fā)動(dòng)機(jī)10為強(qiáng)制空冷、四沖程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。 但是，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以是其他類型。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以是水冷型。另 外，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以是二沖程循環(huán)型。如圖3所示，發(fā)動(dòng)機(jī)IO具有曲軸11。軸套12與曲軸11的外周進(jìn)行 花鍵配合。軸套12由殼體14通過軸承13支撐以旋轉(zhuǎn)。連接到電動(dòng)機(jī)30 的單向離合器31附裝到軸套12的周圍。 (變速器20的構(gòu)成)變速器20由變速機(jī)構(gòu)20a以及ECU7構(gòu)成，其中ECU7作為控制變速 機(jī)構(gòu)20a的控制部分。在本實(shí)施例中，用帶式ECVT作為示例描述變速機(jī) 構(gòu)20a。 ECVT的帶可以是樹脂帶、金屬帶、也可以是其它帶。此外，變 速機(jī)構(gòu)20a不限于帶式ECVT。變速機(jī)構(gòu)20a作為示例可以是摩擦環(huán)式 ECVT。此外，變速機(jī)構(gòu)20a可以為ECVT之外的其他電控型。變速機(jī)構(gòu)20a具有主動(dòng)輪21、從動(dòng)輪22以及V形帶23。 V形帶23繞 主動(dòng)輪21和從動(dòng)輪22纏繞。V形帶的橫截面大致為V形。主動(dòng)輪21與曲軸11 一體旋轉(zhuǎn)。主動(dòng)輪21由固定輪半部21a和可動(dòng)輪 半部21b構(gòu)成。固定輪半部21a固定到曲軸ll的一端?？蓜?dòng)輪半部21b與 固定輪半部21a相對布置。可動(dòng)輪半部21b能夠沿曲軸11的軸向移動(dòng)。固 定輪半部21a和可動(dòng)輪半部21b的相對表面形成帶槽21c， V形帶23纏繞 在帶槽21c中。帶槽21c朝向主動(dòng)輪21的徑向外側(cè)變寬。如圖3中所示，可動(dòng)輪半部21b設(shè)置有圓柱形輪轂部分21d，曲軸11 通過圓柱形輪轂部分21d。圓柱形滑塊24固定到輪轂部分21d的內(nèi)側(cè)。滑 塊24和可動(dòng)輪半部21b形成一體，以能夠沿曲軸11的軸向移動(dòng)。因此， 帶槽21c的槽寬可以改變。隨著可動(dòng)輪半部21b被電動(dòng)機(jī)30沿曲軸11的軸向驅(qū)動(dòng)，主動(dòng)輪21的 帶槽21c的槽寬改變。在本實(shí)施例中，假設(shè)電動(dòng)機(jī)30通過PWM (脈沖寬 度調(diào)制)驅(qū)動(dòng)。但是，電動(dòng)機(jī)30的驅(qū)動(dòng)類型并非限制性的。電動(dòng)機(jī)30可以是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。從動(dòng)輪22布置在主動(dòng)輪21后側(cè)。從動(dòng)輪22通過離心式離合器25附 裝到從動(dòng)軸27。具體而言，從動(dòng)輪22由固定輪半部22a和可動(dòng)輪半部22b 構(gòu)成?？蓜?dòng)輪半部22b與固定輪半部22a相對?？蓜?dòng)輪半部22b能夠沿從 動(dòng)軸27的軸向移動(dòng)。固定輪半部22a和可動(dòng)輪半部22b的相對表面形成帶 槽22c， V形帶23纏繞在帶槽22c中。帶槽22c朝向從動(dòng)輪22的徑向外側(cè) 變寬。可動(dòng)輪半部22b被彈簧26沿減小帶槽22c的槽寬的方向偏置。因此， 隨著電動(dòng)機(jī)30被驅(qū)動(dòng)以及主動(dòng)輪21的帶槽21c的槽寬減小，主動(dòng)輪21上 的V形帶23的彎曲半徑增大，并且從動(dòng)輪22側(cè)的V形帶23被沿徑向向 內(nèi)拖拉。因此，可動(dòng)輪半部22b克服彈簧26的力沿加寬帶槽22c的方向移 動(dòng)。因此，繞從動(dòng)輪22纏繞的V形帶23的彎曲半徑減小，使得變速機(jī)構(gòu) 20a的變速比變動(dòng)。根據(jù)固定輪半部22a的轉(zhuǎn)數(shù)，離心式離合器25接合或分離。即，當(dāng)固 定輪半部22a的轉(zhuǎn)數(shù)低于規(guī)定值時(shí)，離心式離合器25分離。因此，固定輪 半部22a的旋轉(zhuǎn)不傳遞到從動(dòng)軸27。另一方面，當(dāng)固定輪半部22a的轉(zhuǎn)數(shù) 達(dá)到或超過規(guī)定值時(shí)，離心式離合器25接合，使得固定輪半部22a的旋轉(zhuǎn) 傳遞到從動(dòng)軸27。從動(dòng)軸27連接到減速機(jī)構(gòu)28。從動(dòng)軸27通過減速機(jī)構(gòu)28連接到車 軸29。后輪3附裝到車軸29。因此，隨著從動(dòng)軸27旋轉(zhuǎn)，后輪3與車軸 29 —起旋轉(zhuǎn)。 (用于摩托車1的控制系統(tǒng))接著，參考圖4描述用于摩托車1的控制系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。 (用于摩托車1的控制系統(tǒng)的概述)如圖4所示，ECU7連接到輪位置傳感器40。輪位置傳感器40檢測主 動(dòng)輪21的可動(dòng)輪半部21b相對于其固定輪半部21a的位置。換而言之，其 檢測固定輪半部21a和可動(dòng)輪半部21b沿曲軸11的軸向的距離(1)。輪 位置傳感器40將檢測到的距離(1)作為檢測到的輪位置信號(hào)輸出到 ECU7。這里，輪位置傳感器40例如可以由電位計(jì)等構(gòu)成。ECU7還連接到主動(dòng)輪轉(zhuǎn)數(shù)傳感器43、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)數(shù)傳感器41和車速 傳感器42。主動(dòng)輪轉(zhuǎn)數(shù)傳感器43檢測主動(dòng)輪21的轉(zhuǎn)數(shù)。主動(dòng)輪轉(zhuǎn)數(shù)傳感 器43將檢測到的主動(dòng)輪21的轉(zhuǎn)數(shù)作為輪轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào)輸出到ECU7。從動(dòng)輪 轉(zhuǎn)數(shù)傳感器41檢測從動(dòng)輪22的轉(zhuǎn)數(shù)。從動(dòng)輪轉(zhuǎn)數(shù)傳感器41將檢測到的從 動(dòng)輪22的轉(zhuǎn)數(shù)作為輪轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào)輸出到ECU7。車速傳感器42檢測后輪3 的轉(zhuǎn)數(shù)。車速傳感器42基于檢測到的轉(zhuǎn)數(shù)將車速信號(hào)輸出到ECU7。ECU7連接到附裝到轉(zhuǎn)向把手4的把手開關(guān)。當(dāng)由駕駛者操作把手開 關(guān)時(shí)，把手開關(guān)輸出把手開關(guān)信號(hào)。如上所述，節(jié)氣門開度傳感器18a將節(jié)氣門開度信號(hào)輸出到ECU7。 (控制變速機(jī)構(gòu)20a)ECU7根據(jù)車速信號(hào)等進(jìn)行主動(dòng)輪21的可動(dòng)輪半部21b的輪位置的反 饋控制。換而言之，ECU7根據(jù)車速信號(hào)等進(jìn)行距離(1)的反饋控制。具 體而言，如圖5所示，在ECU7中從節(jié)氣門開度和車速確定目標(biāo)變速比。 ECU7從確定的目標(biāo)變速比計(jì)算輪目標(biāo)位置。換而言之，ECU7從確定的 目標(biāo)變速比計(jì)算可動(dòng)輪半部21b和固定輪半部21a之間的目標(biāo)距離l。為了 將可動(dòng)輪半部21b移動(dòng)到輪目標(biāo)位置，ECU7將與可動(dòng)輪半部21b的當(dāng)前 位置和輪目標(biāo)位置對應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(PWM信號(hào))輸出到圖4所 示的驅(qū)動(dòng)電路8。驅(qū)動(dòng)電路8將與PWM信號(hào)對應(yīng)的脈沖電壓施加到電動(dòng) 機(jī)30。因此，驅(qū)動(dòng)可動(dòng)輪半部21b，以調(diào)節(jié)變速比。 (估計(jì)電動(dòng)機(jī)30的熱量值)接著，描述估計(jì)電動(dòng)機(jī)30的熱量值的方法。首先，在描述估計(jì)電動(dòng) 機(jī)30的熱量值的具體方法之前，描述該方法的原理。 (估計(jì)電動(dòng)機(jī)30產(chǎn)生的熱量的原理)由于認(rèn)真研究，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)30的熱量值和變速機(jī)構(gòu)20a變速比的變化速率之間的關(guān)系。具體而言，由于下面列舉的發(fā)現(xiàn)，發(fā)明人得出 熱量和變速機(jī)構(gòu)20a的變速比的變化速率之間的關(guān)系。1) 電動(dòng)機(jī)30的熱量值與施加到電動(dòng)機(jī)30的有效電壓中導(dǎo)致電動(dòng)機(jī) 30產(chǎn)生熱量的那部分的平方成線性關(guān)系。2) 導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)30產(chǎn)生熱量的電壓量通過從施加到電動(dòng)機(jī)30的有效電壓減去用于移動(dòng)可動(dòng)輪半部21b的感應(yīng)電壓來確定。3)用于移動(dòng)可動(dòng)輪半部21b的感應(yīng)電壓與變速機(jī)構(gòu)20a的變速比的變 化速率成線性關(guān)系。從發(fā)明人的上述發(fā)現(xiàn)，使用下面公式(1)估計(jì)電動(dòng)機(jī)30的熱量值 ^{VA- 2-dt (1)其中 i3:常數(shù)VA:施加到電動(dòng)機(jī)30的有效電壓dr/dt:變速機(jī)構(gòu)20a的變速比的變化速率a:常數(shù)或由下面公式(3a)或(3b)表示的因數(shù)<formula>formula see original document page 11</formula>射f(l):表示變速比的距離l的函數(shù) r:變速比g(r):變速比r的函數(shù)，或上述函數(shù)f (1)的反函數(shù)。 在本實(shí)施例中，上述公式(3a)和Gb)彼此相等。 在本實(shí)施例中，因?yàn)槿缟纤鐾ㄟ^脈沖寬度調(diào)制控制電動(dòng)機(jī)30，上述 公式(1)中的Va用下面公式(2)表示 VA = VP.(DUTY) (2) 其中Vp:施加到電動(dòng)機(jī)30的脈沖電壓的大小DUTY:施加到電動(dòng)機(jī)30的脈沖電壓的占空比。 因此，公式(1)可以從公式(2)轉(zhuǎn)換成下面公式(4): i8{VA-cr(dr/dt)}2.dt (4)其中 /3:常數(shù)Vp:施加到電動(dòng)機(jī)30的脈沖電壓的大小DUTY:施加到電動(dòng)機(jī)30的脈沖電壓的占空比a:常數(shù)或由下面公式(3a)或(3b)表示的因數(shù): c^[d卿/d1]-1 (3a) a=[d{g(r)}/dr] (3b)射f(l):表示變速比的距離l函數(shù) r:變速比g(r):變速比r的函數(shù)，或上述函數(shù)f (1)的反函數(shù)。 根據(jù)本實(shí)施，如下所述使用上述公式(4)估計(jì)電動(dòng)機(jī)30的熱量值。 從輪位置傳感器40檢測到的距離1計(jì)算變速機(jī)構(gòu)20a的變速比的變化速在上述公式(4)中，根據(jù)帶槽21c和帶槽22c的形狀確定函數(shù)r=f (1)。例如，如圖6中所示，函數(shù)r=f (1)可以是下凸的指數(shù)函數(shù)。換而 言之，可以設(shè)定函數(shù)Ff (1)，使得隨著距離l增大和帶槽21c寬度增大， 變速比r的變化相對于距離1的變化變得緩慢。換而言之，可以設(shè)定函數(shù) r=f (1)，使得隨著變速比朝高側(cè)變化，變速比r的變化相對于距離1的變 化變得緩慢。在此情況下，隨著距離l增大，公式(4)中的值a傾向于更 小。或者，作為示例，函數(shù)r=f (1)可以為上凸的指數(shù)函數(shù)，如圖7中所 示。換而言之，可以設(shè)定函數(shù)Ff (1)，使得隨著距離l增大和帶槽21c寬 度的增大，變速比r的變化相對于距離1的變化而變得急劇。換而言之， 可以設(shè)定函數(shù)r=f (1)，使得隨著變速比朝高側(cè)變化，變速比r的變化相 對于距離l的變化而變得急劇。在此情況下，隨著距離l增大，公式(4) 中的值a傾向于更大。此外，作為示例，函數(shù)r=f (1)可以為線性的，如圖8中所示。換而 言之，無論距離l和帶槽21c的值如何，可以將函數(shù)Ff (1)設(shè)定為常數(shù)。 換而言之，無論變速比如何，可以將函數(shù)Ff(l)設(shè)定為常數(shù)。在此情況 下，無論距離l如何，公式(4)中的值a保持不變。即，a為常數(shù)。 (估計(jì)電動(dòng)機(jī)30的熱量值的方法和控制電動(dòng)機(jī)30的方法)圖9是表示估計(jì)電動(dòng)機(jī)30的熱量值的方法和控制電動(dòng)機(jī)30的方法的流程圖。如圖9中所示，首先在步驟Sl中，估計(jì)電動(dòng)機(jī)30的熱量值。具體而言，在步驟S1中，使用上述公式(4)估計(jì)電動(dòng)機(jī)30的熱量值。接著，在步驟S2中，判斷步驟Sl中的電動(dòng)機(jī)30的估計(jì)熱量值是否 大于規(guī)定值。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)30的熱量值與電動(dòng)機(jī)30的溫度相關(guān)， 一般而 言，電動(dòng)機(jī)30的熱量值越大，則電動(dòng)機(jī)30的溫度相應(yīng)地變得越高。因 此，或者根據(jù)步驟S2中的判斷"電動(dòng)機(jī)30的估計(jì)熱量值是否大于規(guī)定熱 量值"，可以判斷電動(dòng)機(jī)30的溫度是否在規(guī)定值之上。換而言之，在步 驟S2中主要判斷電動(dòng)機(jī)30的溫度是否位于規(guī)定值之上。此外，根據(jù)電動(dòng)機(jī)30和驅(qū)動(dòng)電路8的特性，可以適當(dāng)規(guī)定步驟S2中 的"規(guī)定熱量值"。例如，可以將"規(guī)定熱量值"規(guī)定為這樣的值，在該 值處，估計(jì)在電動(dòng)機(jī)30和驅(qū)動(dòng)電路8中發(fā)生性能惡化。換而言之，"規(guī) 定熱量值"可以規(guī)定為這樣的值，在該值之上，估計(jì)電動(dòng)機(jī)30的溫度超 過容許使用溫度極限。當(dāng)在圖9中所示的步驟S2中判斷電動(dòng)機(jī)30的熱量值大于規(guī)定值時(shí)， 處理進(jìn)行到步驟S3。在步驟S3中，限制或停止電動(dòng)機(jī)30的操作。此后，處理進(jìn)行到步驟S4，以判斷在限制或停止電動(dòng)機(jī)30的操作后 是否已經(jīng)經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間長度。換而言之，在步驟S4中判斷在限制或停 止電動(dòng)機(jī)30的操作之后是否經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間長度以及電動(dòng)機(jī)30的溫度是 否已經(jīng)充分降低。這里，"規(guī)定時(shí)間長度"例如可以規(guī)定為為了充分地降 低電動(dòng)機(jī)30的溫度所需的時(shí)間長度。因此，充分降低電動(dòng)機(jī)30溫度所需 的時(shí)間長度根據(jù)在步驟S3中進(jìn)行的控制內(nèi)容而不同。例如，當(dāng)電動(dòng)機(jī)30 的操作停止時(shí)，電動(dòng)機(jī)30的溫度降低比較快，所以"規(guī)定時(shí)間長度"可 以規(guī)定為比較短。當(dāng)在步驟S4中判斷在限制或停止電動(dòng)機(jī)30的操作后還沒有經(jīng)過規(guī)定 的時(shí)間長度時(shí)，處理返回到步驟S4中。另一方面，當(dāng)在步驟S4中判斷在 限制或停止電動(dòng)機(jī)30操作后已經(jīng)經(jīng)過規(guī)定時(shí)間長度時(shí)，處理進(jìn)行到步驟 S5，并且電動(dòng)機(jī)30的操作恢復(fù)到步驟S3中進(jìn)行限制或停止之前的狀態(tài)。與上面相反，當(dāng)在步驟S2中判斷電動(dòng)機(jī)30的熱量值小于規(guī)定值時(shí)， 在不進(jìn)行步驟S3到S5的情況下終止處理。此外，在步驟S3中限制或停止電動(dòng)機(jī)30的操作的控制不限于規(guī)定的，只要進(jìn)行這樣的控制使得電動(dòng)機(jī)30的熱量值變得小于電動(dòng)機(jī)30的正 常操作的熱量值即可。例如，可停止電動(dòng)機(jī)30的操作。換而言之，可以 限制對變速比的改變。此外，例如，可以降低電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)數(shù)上限和轉(zhuǎn) 矩上限中的至少一個(gè)。換而言之，可以降低變速機(jī)構(gòu)20a的變速比的變化 速率的上限。S卩，在其中變速機(jī)構(gòu)20a的變速比的變化速率超過其上限的 控制中，可以將變速比的變化速率向下限制到上限速度。此外，例如，可 以使得電動(dòng)機(jī)30的容許轉(zhuǎn)數(shù)范圍變小。換而言之，可以使得變速機(jī)構(gòu)20a 的變速比的容許范圍變小。此外，例如，可以僅使突然改變變速比的動(dòng)作(諸如換低擋)無效。具體而言，可以采用ECU7不輸出占空比較大的脈 沖寬度調(diào)制信號(hào)的方法(見圖5)。(功能與效果)利用上述實(shí)施例，從變速機(jī)構(gòu)20a的變速比的變化速率估計(jì)電動(dòng)機(jī)30 的熱量值。因此，使用通過將用通常設(shè)置在變速機(jī)構(gòu)20a中用于測量變速 比的傳感器檢測到的變速比相對于時(shí)間進(jìn)行微分獲得變速比的變化速率， 來估計(jì)電動(dòng)機(jī)30的熱量值。具體而言，在本實(shí)施例中，使用根據(jù)用輪位 置傳感器40檢測到的距離1計(jì)算的變速比的變化速率，來估計(jì)電動(dòng)機(jī)30 的熱量值。因此，在不使用諸如溫度傳感器和電流傳感器的額外傳感器的 情況下，可以用便宜簡單的構(gòu)造來估計(jì)電動(dòng)機(jī)30的熱量值。當(dāng)電動(dòng)機(jī)30的熱量值超過規(guī)定熱量值并且估計(jì)電動(dòng)機(jī)30的溫度已經(jīng) 上升超過電動(dòng)機(jī)30的容許使用溫度范圍時(shí)，限制或停止電動(dòng)機(jī)30的操 作。這防止電動(dòng)機(jī)30被加熱超過容許使用溫度范圍。因此，可以有效地 限制電動(dòng)機(jī)30和驅(qū)動(dòng)電路8的性能惡化和損壞。具體而言，雖然變速比的變化變低，通過降低變速機(jī)構(gòu)20a的變速比 的變化速率的上限而限制電動(dòng)機(jī)30的操作的方法是優(yōu)選的，因?yàn)樽兯俦?根據(jù)車速而變化，因而摩托車1的操縱受到較小的影響。還在本實(shí)施例中，當(dāng)限制或停止電動(dòng)機(jī)30的操作后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間長 度時(shí)，將電動(dòng)機(jī)30的操作恢復(fù)到限制或停止之前的狀態(tài)。因此，當(dāng)限制 或停止電動(dòng)機(jī)30的操作后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間長度并且估計(jì)電動(dòng)機(jī)30的溫度已經(jīng)降低到容許使用溫度范圍內(nèi)時(shí)，電動(dòng)機(jī)30的操作變?yōu)檎?。這樣，可 以在僅需要時(shí)限制或停止電動(dòng)機(jī)30的操作，在其它情況下敏捷地操作電動(dòng)機(jī)30，并以比較高的速度改變變速比。因此，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的驅(qū)動(dòng)性。(其他變化示例)變速機(jī)構(gòu)20a不限于帶式ECVT。例如，變速機(jī)構(gòu)20a可以是摩擦環(huán) 式ECVT。此外，變速機(jī)構(gòu)20a可以是除CVT之外的機(jī)構(gòu)。即，對變速機(jī) 構(gòu)20a的類型沒有限制，只要其被電控的即可。但是，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)30的反 向驅(qū)動(dòng)在ECVT中經(jīng)常發(fā)生，所以本發(fā)明對ECVT尤其有效。在摩托車1使用由PWM控制的電動(dòng)機(jī)30并且變速機(jī)構(gòu)20a是帶式 ECVT (如上述實(shí)施例)的情況下，電動(dòng)機(jī)30的熱量值可以使用上述公式(4)來估計(jì)。在例如電動(dòng)機(jī)30不是由PWM控制或變速機(jī)構(gòu)20a不是帶 式ECVT的情況下，電動(dòng)機(jī)30的熱量值可以使用更通用的公式(公式(1))估計(jì)。在此情況下，不用說，可以根據(jù)變速機(jī)構(gòu)20a對公式(1) 進(jìn)行變換。換而言之，公式(1)可以更廣泛地應(yīng)用到任何變速機(jī)構(gòu)20a， 只要其被電控以使用電動(dòng)機(jī)改變變速比即可。使用公式(1)使得可以估 計(jì)電動(dòng)機(jī)30的熱量值，而不管被電控的變速機(jī)構(gòu)20a的類型。因此，本實(shí) 施例并沒有對變速機(jī)構(gòu)20a的類型設(shè)置限制，只要使用電動(dòng)機(jī)對變速機(jī)構(gòu) 進(jìn)行電控即可。本發(fā)明的車輛可是速可達(dá)型摩托車之外的車輛。本發(fā)明的車輛可以是 越野型、摩托車型、速可達(dá)型或所謂的助力腳踏型。此外，本發(fā)明的車輛 可以是摩托車之外的跨乘式車輛。具體而言，本發(fā)明的車輛例如可以是 ATV (全地形車輛)。此外，本發(fā)明的車輛可以是跨乘式車輛之外的車 輛，諸如四輪車輛。雖然上述實(shí)施例使用設(shè)置有內(nèi)燃機(jī)10的摩托車1作為優(yōu)選示例描 述，但是本發(fā)明的車輛可以是設(shè)置有發(fā)動(dòng)機(jī)之外的驅(qū)動(dòng)源的任何車輛。例如，本發(fā)明的車輛可以設(shè)置有電動(dòng)機(jī)以取代發(fā)動(dòng)機(jī)io。電動(dòng)機(jī)30不限于由PWM控制的電動(dòng)機(jī)。例如，電動(dòng)機(jī)30可以是由 脈沖幅度調(diào)制(PAM)控制的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)30可以是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 (這里使用的術(shù)語定義)根據(jù)電動(dòng)機(jī)30和驅(qū)動(dòng)電路8的特性，可以適當(dāng)規(guī)定步驟S2中的"規(guī) 定熱量值"。例如，可以將"規(guī)定熱量值"規(guī)定為這樣的值，在該值之上，估計(jì)在電動(dòng)機(jī)30和驅(qū)動(dòng)電路8中已經(jīng)發(fā)生性能惡化。換而言之， "規(guī)定熱量值"可以規(guī)定為這樣的值，在該值之上，估計(jì)電動(dòng)機(jī)30的溫 度超過電動(dòng)機(jī)30的容許使用溫度范圍。根據(jù)步驟S3中進(jìn)行的用于限制或停止電動(dòng)機(jī)30的操作的控制的細(xì) 節(jié)，可以適當(dāng)?shù)匾?guī)定步驟S4中的"規(guī)定時(shí)間長度"。例如，步驟S4中的 "規(guī)定時(shí)間長度"可以規(guī)定為限制或停止電動(dòng)機(jī)30操作后的時(shí)間長度， 在該時(shí)間長度中，電動(dòng)機(jī)30的溫度可以被判斷為已經(jīng)完全降低到電動(dòng)機(jī) 30的容許使用溫度范圍中。短語"可動(dòng)輪半部22b和固定輪半部22a之間的距離"是指可動(dòng)輪半 部22b上的特定點(diǎn)和固定輪半部22a的特定點(diǎn)之間的距離?？梢噪S機(jī)設(shè)定 這些特定點(diǎn)，只要以單一的意義來確定它們中的每一者即可。例如，如圖 3中所示，"可動(dòng)輪半部22b和固定輪半部22a之間的距離"可以定義為 可動(dòng)輪半部22b的徑向最外端和固定輪半部22a的徑向最外端之間的距離。術(shù)語"脈沖電壓的大小"指輸入脈沖電壓的大小。術(shù)語"有效電壓"是指通過將輸入脈沖電壓乘以占空比而獲得的電壓。工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明對于設(shè)置有ECVT的車輛有效。
權(quán)利要求
1.一種用于變速機(jī)構(gòu)的控制裝置，所述變速機(jī)構(gòu)包括輸入軸；輸出軸；以及電動(dòng)機(jī)，用于改變所述輸入軸和所述輸出軸之間的變速比；其中，所述控制裝置從所述變速比的變化速率來估計(jì)所述電動(dòng)機(jī)的熱量值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)的估計(jì)的熱 量值達(dá)到或超過規(guī)定值時(shí)，限制或停止所述電動(dòng)機(jī)的操作。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其中，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)的所述估計(jì) 的熱量值達(dá)到或超過規(guī)定值時(shí)，通過降低所述變速比的變化速率的上限來 限制所述電動(dòng)機(jī)的操作。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其中，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)的所述估計(jì) 的熱量值達(dá)到或超過規(guī)定值時(shí)，通過縮小所述變速比的容許范圍來限制所 述電動(dòng)機(jī)的操作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述控制裝置，其中，在從限制或停止所述電動(dòng)機(jī) 操作起經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后，恢復(fù)所述電動(dòng)機(jī)的操作。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，使用下面公式(1)估計(jì) 所述電動(dòng)機(jī)的所述熱量值爐{VA-cr(dr/dt)}2.dt (1)其中 ^常數(shù)VA:施加到所述電動(dòng)機(jī)的有效電壓 dr/dt:所述變速比的變化速率ce:由下面公式(3b)表示的常數(shù) a=[d{g(r)}/dr] (3b) 射g(r):變速比r的函數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置，還包括驅(qū)動(dòng)電路，用于將脈沖電 壓施加到所述電動(dòng)機(jī)，并滿足下面公式(2):VA = VP-(DUTY) (2) 射Vp:所述脈沖電壓的大小 DUTY:所述脈沖電壓的占空比。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中所述變速機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述輸入軸上的主動(dòng)輪， 設(shè)置在所述輸出軸上的從動(dòng)輪，以及繞所述主動(dòng)輪和所述從動(dòng)輪纏繞的v形帶，所述主動(dòng)輪包括 固定輪半部，以及可動(dòng)輪半部，與所述固定輪半部相對，能夠沿所述輸入軸的軸向移動(dòng)，并且與所述固定輪半部一起構(gòu)成V形槽，所述V形帶繞所述V形槽纏繞，所述電動(dòng)機(jī)通過相對于所述固定輪半部移動(dòng)所述可動(dòng)輪半部以改變所述v形槽的寬度而改變所述變速比，并且使用下面公式(1)估計(jì)所述電動(dòng)機(jī)的熱量值^{VA-a.(dr/dt)}2'dt。 (1) ^巾]3:常數(shù)VA:施加到所述電動(dòng)機(jī)的有效電壓dr/dt:所述變速比的變化率a:由下面公式(3a)或(3b)表示的常數(shù)c^[d(f(l"/dir1 (3a)ce= [d{g(r)}/dr] (3b)其中f(l):表示所述變速比的距離l的函數(shù)g(r):變速比的函數(shù)，所述函數(shù)f (1)的反函數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制裝置，其中，a隨著所述距離1的增大 而增大。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制裝置，其中，a隨著所述距離l的增大而減小。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制裝置，其中，無論所述距離l如何，a 為常數(shù)。
12. —種變速器，包括變速機(jī)構(gòu)，包括輸入軸、輸出軸和用于改變所述輸入軸和所述輸出 軸之間的變速比的電動(dòng)機(jī)；以及控制部分，用于基于所述變速比的變化速率估計(jì)所述電動(dòng)機(jī)的熱量值。
13. —種車輛，包括權(quán)利要求12所述的變速器。
14. 一種用于變速機(jī)構(gòu)的控制方法，所述變速機(jī)構(gòu)包括輸入軸； 輸出軸；以及電動(dòng)機(jī)，用于改變所述輸入軸和所述輸出軸之間的變速比； 所述控制方法包括基于所述變速比的變化速率，估計(jì)所述電動(dòng)機(jī)的 熱量值。
15. —種估計(jì)變速機(jī)構(gòu)中電動(dòng)機(jī)的熱量值的方法，所述變速機(jī)構(gòu)包括輸入軸； 輸出軸；以及電動(dòng)機(jī)，用于改變所述輸入軸和所述輸出軸之間的變速比； 所述方法包括基于所述變速比的變化速率，估計(jì)所述電動(dòng)機(jī)的熱量值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種變速器，其可以使用簡單構(gòu)造估計(jì)電動(dòng)機(jī)的熱量值。摩托車(1)設(shè)置有變速器(20)。變速器(20)具有變速機(jī)構(gòu)(20a)以及ECU(7)。變速機(jī)構(gòu)(20a)包括作為輸入軸的曲軸(11)、作為輸出軸的從動(dòng)軸(27)以及電動(dòng)機(jī)(30)。電動(dòng)機(jī)(30)無級(jí)地改變曲軸(11)和從動(dòng)軸(27)之間的變速比。ECU(7)從變速比的變化速率估計(jì)電動(dòng)機(jī)(30)的熱量值。
文檔編號(hào)F16H61/00GK101235894SQ20081000524
公開日2008年8月6日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月31日
發(fā)明者石岡和利 申請人:雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)株式會(huì)社