無級變速器及其液壓控制方法
【專利摘要】一種變速器控制器，在車輛減速時，判斷是否正在進行向最低變更無級變速器的變速比的低回程變速，基于車輛的減速度及無級變速器的變速比，算出帶實際開始打滑的初級壓實際測量下限值，將低回程變速中的初級壓的目標值的下限值設(shè)定成初級壓實際測量下限值。
【專利說明】無級變速器及其液壓控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及無級變速器的液壓控制。

【背景技術(shù)】
[0002]在將帶卷掛在初級帶輪和次級帶輪之間，通過變更兩帶輪的槽寬來無級地變更變速比的無級變速器(以下，稱為“CVT”。)中，在車輛減速時，進行向最低變更變速比的低回程變速(Low戾変速)，由此，確保車輛的再起動性(JP63 - 74736A)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]作為提高搭載有CVT的車輛的燃油效率的方法之一，有使作為變速器的液壓源的油泵小型化的方法。如果使油泵小型化，則油泵的驅(qū)動所消耗的發(fā)動機的動力變少，另外，由于油泵的噴出壓降低，所以油泵及變速器內(nèi)部的摩擦力變小，能夠提高車輛的燃油效率。
[0004]但是，當油泵小型化時，產(chǎn)生如下問題，S卩，在上述低回程變速中，變速速度變慢，且變速比不能變更到最低，或者，變更到最低所需要的時間變長(低回程不良)。
[0005]參照圖6對產(chǎn)生該問題的原因進行說明。圖6表示在時刻ta踩下制動踏板，使車輛減速，進行低回程變速的情況。
[0006]在該例子中，首先，根據(jù)CVT的變速比，計算維持該變速比所需要的次級壓，S卩，計算必要次級壓。然后，基于初級帶輪和次級帶輪的受壓面積比，將必要次級壓換算成初級平衡壓(圖中XI)，從初級平衡壓減去變速所需要的必要差推力的量，計算目標初級壓(圖中X2)。
[0007]當目標初級壓變得比帶打滑極限所決定的初級壓下限值低時(時刻tb以后)，目標初級壓被限制在初級壓下限值(圖中X3)。然后，為了通過該限制補充不足的差推力，對必要次級壓進行增大修正(圖中X4)。
[0008]在此，如果油量出入充分，能夠?qū)嶋H次級壓提高到修正后必要次級壓，則可以得到必要差推力，不會產(chǎn)生低回程不良。
[0009]但是，在油泵噴出能力較低，油量出入不足的情況下，實際次級壓不能提高到修正后必要次級壓(圖中X5)，從而得不到必要差推力。另外，初級壓下限值基于理論上的扭矩容量式(后述)，不考慮行駛條件，將最低壓限制在規(guī)定值。其結(jié)果，在油量出入實際上不足的情況下，變速速度變得緩慢，變速比不返回到最低，車輛就會停車(圖中X6)。
[0010]本發(fā)明的目的在于，在進行低回程變速的無級變速器中，提高低回程性，同時通過油泵的小型化進一步提高燃油效率。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供一種無級變速器，具備:初級帶輪、次級帶輪、卷掛于初級帶輪和次級帶輪之間的帶，帶輪壓力由供給到所述初級帶輪的初級壓及供給到所述次級帶輪的次級壓決定，其特征在于，在車輛減速時，判斷是否正在進行向最低變更所述無級變速器的變速比的低回程變速，基于車輛的減速度及所述無級變速器的變速比，算出所述帶實際開始打滑的初級壓實際測量下限值，將所述低回程變速中的所述初級壓的目標值的下限值設(shè)定成所述初級壓實際測量下限值。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供一種無級變速器的液壓控制方法，該無級變速器具備:初級帶輪、次級帶輪、卷掛于初級帶輪和次級帶輪之間的帶，帶輪壓力由供給到所述初級帶輪的初級壓及供給到所述次級帶輪的次級壓決定，其特征在于，在車輛減速時，判斷是否正在進行向最低變更所述無級變速器的變速比的低回程變速，基于車輛的減速度及所述無級變速器的變速比，計算出所述帶實際開始打滑的初級壓實際測量下限值，將所述低回程變速中的所述初級壓的目標值的下限值設(shè)定成所述初級壓實際測量下限值。
[0013]根據(jù)這些實施方式，通過降低初級壓的下限值，可以相對降低低回程變速時的次級壓(或者，即使不能確保充分的次級壓，也能夠得到變速所需要的差推力)，提高低回程性，同時通過油泵的小型化，可以進一步提高燃油效率。
[0014]下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式及本發(fā)明的優(yōu)點進行詳細地說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是無級變速器的示意結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是無級變速器的變速脈譜圖；
[0017]圖3是表示低回程變速時的液壓下降控制的內(nèi)容的流程圖；
[0018]圖4是用于計算必要次級壓的圖表；
[0019]圖5是表示進行低回程變速時的液壓下降控制時的情況的時間圖；
[0020]圖6是比較例的時間圖。

【具體實施方式】
[0021]圖1表示無級變速器(以下，稱為“CVT”)1的示意結(jié)構(gòu)。初級帶輪2及次級帶輪3以兩者的槽整齊排列的方式配置，在這些帶輪2、3的槽中架設(shè)有帶4。發(fā)動機5與初級帶輪2同軸地配置，在發(fā)動機5和初級帶輪2之間，從發(fā)動機5 —側(cè)依次設(shè)有變矩器6、前進后退切換機構(gòu)7。
[0022]變矩器6具備:與發(fā)動機5的輸出軸連結(jié)的泵葉輪6a、與前進后退切換機構(gòu)7的輸入軸連結(jié)的渦輪轉(zhuǎn)子6b、定子6c及鎖止離合器6d。
[0023]前進后退切換機構(gòu)7中，以雙小齒輪行星齒輪組7a作為主要的結(jié)構(gòu)要素，其太陽齒輪與變矩器6的渦輪轉(zhuǎn)子6b結(jié)合，支座(々Y U 7 )與初級帶輪2結(jié)合。前進后退切換機構(gòu)7還具備將雙小齒輪行星齒輪組7a的太陽齒輪及支座之間直接連結(jié)的起動離合器7b及固定齒圈的后退制動器7c。在聯(lián)接了起動離合器7b時，從發(fā)動機5經(jīng)由變矩器6的輸入旋轉(zhuǎn)直接傳遞至初級帶輪2，在聯(lián)接了后退制動器7c時，從發(fā)動機5經(jīng)由變矩器6的輸入旋轉(zhuǎn)被倒轉(zhuǎn)，向初級帶輪2傳遞。
[0024]初級帶輪2的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由帶4傳遞至次級帶輪3，次級帶輪3的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由輸出軸8、齒輪組9及差速齒輪裝置10傳遞至未圖示的驅(qū)動輪。
[0025]在上述的動力傳遞中，為了使初級帶輪2及次級帶輪3之間的變速比能夠變更，將初級帶輪2及次級帶輪3的形成槽的圓錐板中的一方設(shè)為固定圓錐板2a、3a，將另一方圓錐板2b、3b設(shè)為能夠向軸線方向位移的可動圓錐板。
[0026]通過將以管路壓PL作為源壓產(chǎn)生的初級壓Ppri及次級壓Psec供給到初級帶輪室2c及次級帶輪室3c,這些可動圓錐板2b、3b向固定圓錐板2a、3a受力，由此,使帶4摩擦卡合在圓錐板，在初級帶輪2及次級帶輪3之間進行動力傳遞。
[0027]變速通過如下方式進行，即，根據(jù)初級壓Ppri及次級壓Psec之間的壓差改變兩帶輪2、3的槽的寬度，使相對于帶輪2、3的帶4的卷掛圓弧徑連續(xù)變化。
[0028]與供給至選擇前進行駛檔時聯(lián)接的起動離合器7b及選擇后退行駛檔時聯(lián)接的后退制動器7c的供給液壓一起，初級壓Ppri及次級壓Psec被變速控制液壓電路11控制。變速控制液壓電路11響應(yīng)來自變速器控制器12的信號而進行控制。
[0029]向變速器控制器12輸入:來自檢測CVTl的實際輸入轉(zhuǎn)速Nin的輸入轉(zhuǎn)速傳感器13的信號；來自檢測CVTl的輸出轉(zhuǎn)速，即，檢測車速VSP的車速傳感器14的信號；來自檢測初級壓Ppri的初級壓傳感器15p的信號；來自檢測次級壓Psec的次級壓傳感器15s的信號；來自檢測加速裝置開度APO的加速裝置開度傳感器16的信號；來自檢測選擇桿位置的禁止器開關(guān)17的選擇檔信號；來自檢測有無制動踏板的踩下的制動器開關(guān)18的信號；來自控制發(fā)動機5的發(fā)動機控制器19的與發(fā)動機5的運轉(zhuǎn)狀態(tài)(發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne、發(fā)動機扭矩、燃料噴射時間、冷卻水溫TMPe等)相關(guān)的信號。
[0030]變速器控制器12參照圖2所示的變速脈譜圖，設(shè)定與車速VSP和加速裝置開度APO對應(yīng)的目標輸入轉(zhuǎn)速tNin，控制初級壓Ppri及次級壓Psec，從而使實際輸入轉(zhuǎn)速Nin追隨目標輸入轉(zhuǎn)速tNin，并且能夠獲得傳遞由發(fā)動機扭矩及變矩器扭矩比決定的CVTl的輸入扭矩所需要的帶輪壓力。
[0031]此時，對于初級壓Ppri及次級壓Psec，設(shè)定有通過下式計算的下限值(以下，稱為“理論下限值”)，初級壓Ppri及次級壓Psec通常被限制成不低于理論下限值。
[0032]理論下限值=(TcosΘ ) / (2 μ R)
[0033]T:傳遞扭矩
[0034]α:帶輪的滑輪角
[0035]μ:帶和帶輪之間的摩擦系數(shù)
[0036]R:帶和帶輪的接觸半徑
[0037]而且，在將一方限制為理論下限值的情況下，提高另一方的壓力，從而在初級帶輪2和次級帶輪3之間確保變速所需要的差推力。
[0038]進而，在釋放加速裝置而踩下制動器或者爬坡時等車輛進行減速，CVTl沿著圖2的AP0 = 0/8的曲線向最低降檔的低回程變速時，在即將停車之前或變速比不變動的變速恒定時(最低)，為了抑制由于變得低于初級壓理論下限值而可能產(chǎn)生的帶打滑，除了在即將停車之前或變速比不變動的變速恒定時之外，可以使初級壓Ppri低于上述理論下限值。
[0039]因此，變速器控制器12通過進行以下說明的低回程變速時的液壓下降控制，使初級壓Ppri變得比上述理論下限值更低，由此，可以提高搭載有CVTl的車輛的低回程性，同時通過油泵的小型化進一步提高燃油效率。
[0040]圖3是表示變速器控制器12進行的低回程變速時的液壓下降控制的內(nèi)容的流程圖。參照圖3對本控制的內(nèi)容及其作用效果進行說明。說明中，適當參照圖5所示的時間圖。圖5所示的時間圖表示進行低回程變速時的液壓下降控制時的情況。
[0041]首先，在SI中，變速器控制器12判斷是否正處于低回程變速中。在加速裝置開度為零且踩下制動踏板的情況下，或在加速裝置開度為零且車輛的減速度比規(guī)定值大的情況下(爬坡時)，變速器控制器12判斷為正處于低回程變速中，處理進入S2。在不是那樣的情況下，結(jié)束處理。
[0042]在S2中，變速器控制器12判斷是否處于鎖止中。鎖止離合器6d在車速VSP比規(guī)定的鎖止開始車速高時聯(lián)接，在車速VSP比規(guī)定的鎖止解除車速( <鎖止開始車速)低時釋放，因此，能夠基于車速VSP判斷是否處于鎖止中。
[0043]在判斷為處于鎖止中的情況下，處理進入S3之后，使初級壓Ppri變得比初級壓理論下限值低。在判斷為不處于鎖止中的情況下，在S3以后的處理中，為了使低于初級壓理論下限值的初級壓Ppri返回至初級壓理論下限值，處理進入S9。
[0044]圖5中，在時刻tl踩下制動踏板，開始低回程變速。
[0045]在S3中，變速器控制器12計算初級壓理論下限值。如上所述，初級壓理論下限值可以利用傳遞扭矩(=基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne及加速裝置開度ΑΡ0，參照發(fā)動機扭矩脈譜圖計算的發(fā)動機5的扭矩)、初級帶輪2的滑輪角(固定值)、帶3和初級帶輪2之間的摩擦系數(shù)(固定值)、帶3和初級帶輪2的接觸半徑(由變速比決定的值)進行計算。
[0046]在S4中，變速器控制器12計算初級壓實際測量下限值。初級壓實際測量下限值為帶3實際開始打滑的初級壓Ppri，基于車輛的減速度和變速比，參照預(yù)先通過實驗而求得的脈譜圖進行計算。車輛的減速度越大，另外，變速比越在低側(cè)，初級壓實際測量下限值就被設(shè)定成越低的值。
[0047]在S5中，變速器控制器12參照圖4所示的圖表計算維持該時間點的變速比所需要的次級壓Psec。此外，圖4中還圖示有必要初級壓，但在低回程變速時的液壓下降控制中不使用。
[0048]在S6中，變速器控制器12將初級壓理論下限值和初級壓實際測量下限值的差(圖5中Yl)與必要次級壓相加(圖5中Y2)，計算訂正后必要次級壓。然后，變速器控制器12控制次級壓Psec，使次級壓Psec成為訂正后必要次級壓。具體而言，控制對次級壓Psec進行調(diào)壓的電磁閥。
[0049]在S7中，變速器控制器12利用次級壓傳感器15s檢測在S6中控制次級壓Psec的結(jié)果得到的實際次級壓Psec，基于該實際次級壓Psec、和初級帶輪2與次級帶輪3的受壓面積之比，換算成初級平衡壓(圖5中Y3)。
[0050]在S8中，變速器控制器12從初級平衡壓減去降檔所需要的差推力的量(必要的差推力除以初級帶輪2的受壓面積的值)，計算目標初級壓(圖5中Y4)。目標初級壓比初級壓理論下限值低，但比初級壓實際測量下限值高，因此，不被初級壓實際測量下限值限制。而且，變速器控制器12控制初級壓Ppri，使初級壓Ppri成為目標初級壓。具體而言，控制對初級壓Ppri進行調(diào)壓的電磁閥。
[0051]圖5中，在從時刻tl到時刻t2，實際上油量出入充足，因此，使實際次級壓上升至修正后必要次級壓。其目的在于，通過將初級壓理論下限值變更成初級壓實際測量下限值，能夠使目標初級壓降低到初級壓實際測量下限值，但為了抑制由于降低初級壓而可能產(chǎn)生的帶打滑的產(chǎn)生，在油量出入實際上不足為止的期間，使次級實際壓上升，從實際次級壓Psec計算出用于得到必要的差推力的初級壓Ppri。
[0052]時刻t2以后，由于油量出入實際上變得不足，實際次級壓Psec不上升到修正后必要次級壓，但由此減去必要的差推力的量而能夠得到的目標初級壓比初級壓實際測量下限值高，因此，可以使初級壓Ppri降低到目標初級壓。
[0053]g卩，根據(jù)S3?S8的控制，通過降低初級壓的下限值，可以相對降低低回程變速時的次級壓(或者，即使不能確保充分的次級壓，也能夠得到變速所需要的差推力)，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)油泵的小型化，實現(xiàn)燃油效率的提高。
[0054]另外，根據(jù)S3?S8的控制，通過從實際次級壓Psec計算出目標初級壓，在盡可能提高實際次級壓Psec的區(qū)域，不降低初級壓而能夠確保必要的差推力，同時，即使實際上油量出入不足，成為實際次級壓Psec不上升到修正后必要次級壓那樣的狀況(圖5中時刻t2?t3)，也能夠通過使初級壓降低到下限值，確保必要的差推力，且能夠使CVTl的變速比快速地返回到最低。
[0055]另一方面，在S2中判斷為處于即將停車之前或變速比不變動的變速恒定時而進入的S9中，變速器控制器12使目標初級壓以規(guī)定的斜線傾斜度接近初級壓理論下限值，并且使修正后必要次級壓以規(guī)定的斜線傾斜度接近必要次級壓，由此，分別控制為初級壓理論下限值、必要次級壓。
[0056]由此，在變速比變動的變速過渡時，即使在降低了初級壓下限值的情況下，由于帶和帶輪之間的動摩擦系數(shù)的影響，抑制了帶和帶輪之間的相對的打滑，但在即將停車之前或?qū)嶋H上變速比不變化的變速恒定時(最低)的情況下，由于帶和帶輪之間的摩擦系數(shù)從動摩擦系數(shù)轉(zhuǎn)換至靜摩擦系數(shù)，從而可能在帶輪和帶之間產(chǎn)生相對打滑，因此，在本區(qū)域內(nèi)通過使初級壓下限值比理論值低，能夠防止可能產(chǎn)生的帶3的打滑，同時提高低回程性。圖5中，對應(yīng)時刻t3?t4。
[0057]以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但上述實施方式只不過表示本發(fā)明的應(yīng)用例的一部分，不將本發(fā)明的技術(shù)范圍具體限定于上述實施方式。
[0058]本申請基于在2012年3月28日向日本專利局申請的特愿2012 — 74925號要求優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過參照引用于本說明書中。
【權(quán)利要求】
1.一種無級變速器，具備:初級帶輪、次級帶輪、卷掛于初級帶輪和次級帶輪之間的帶，帶輪壓力由供給到所述初級帶輪的初級壓及供給到所述次級帶輪的次級壓決定，其特征在于，該無級變速器具備: 低回程變速判斷裝置，其在車輛減速時，判斷是否正在進行向最低變更所述無級變速器的變速比的低回程變速； 實際測量下限值計算裝置，其基于車輛的減速度及所述無級變速器的變速比，算出所述帶實際開始打滑的初級壓實際測量下限值， 將所述低回程變速中的所述初級壓的目標值的下限值設(shè)定成所述初級壓實際測量下限值。
2.如權(quán)利要求1所述的無級變速器，其特征在于， 在判斷為正在進行所述低回程變速的情況下， 計算維持所述無級變速器的變速比所需要的必要次級壓， 計算初級壓理論目標值和所述初級壓實際測量下限值的差量， 通過將所述差量與所述必要次級壓相加，計算修正后必要次級壓， 控制所述實際次級壓，使實際次級壓成為所述修正后必要次級壓， 從所述實際次級壓計算目標初級壓。
3.如權(quán)利要求2所述的無級變速器，其特征在于， 在車速降低，檢測到即將停車之前或變速比為最低的狀態(tài)之后，將所述初級壓控制在所述初級壓理論下限值。
4.一種無級變速器的液壓控制方法，該無級變速器具備:初級帶輪、次級帶輪、卷掛于初級帶輪和次級帶輪之間的帶，帶輪壓力由供給到所述初級帶輪的初級壓及供給到所述次級帶輪的次級壓決定，其特征在于， 在車輛減速時，判斷是否正在進行向最低變更所述無級變速器的變速比的低回程變速， 基于車輛的減速度及所述無級變速器的變速比，算出所述帶實際開始打滑的初級壓實際測量下限值， 將所述低回程變速中的所述初級壓的目標值的下限值設(shè)定成所述初級壓實際測量下限值。
5.如權(quán)利要求4所述的液壓控制方法，其特征在于， 在判斷為正在進行所述低回程變速的情況下， 計算維持所述無級變速器的變速比所需要的必要次級壓， 計算初級壓理論目標值和所述初級壓實際測量下限值的差量， 通過將所述差量與所述必要次級壓相加，計算修正后必要次級壓， 控制所述實際次級壓，使實際次級壓成為所述修正后必要次級壓， 從所述實際次級壓計算目標初級壓。
6.如權(quán)利要求5所述的液壓控制方法，其特征在于， 在車速降低，檢測到即將停車之前或變速比為最低的狀態(tài)之后，將所述初級壓控制在所述初級壓理論下限值。
【文檔編號】F16H61/02GK104185752SQ201380013863
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月28日
【發(fā)明者】高橋誠一郎, 江口岳, 歌川智洋, 石鍋雄太, 泉徹也, 小林隆浩 申請人:加特可株式會社, 日產(chǎn)自動車株式會社