无级变速器的变速比控制方法

专利名称：无级变速器的变速比控制方法
技术领域：
本发明涉及在引擎的曲轴和输出轴之间串联连接根据上述引擎 的转数而自动地离合的起动离合器和可以与上述输入轴的转数对应 地连续地变速的无级变速器，并根据车速和油门开度计算出目标引擎 转数，根据该目标引擎转数进行上述无级变速器的变速比控制的方 法，并涉及适用于自动二轮车等适当的无级变速器的变速比控制方 法。
背景技术：
例如，公开了如下的动力单元(power unit):具备引擎和由斜 板类型的油压泵以及油压电动机构成的静油式无级变速器，利用引擎 对油压泵进行旋转驱动，并且对油压泵以及油压电动机中的至少任意 一个的斜板角度进行控制来使油压泵的输入转数变速，而作为油压电 动机的输出转数取出(专利文献l)。另外，在专利文献2中，公开出除了具备静油式无级变速器的功 率单元以外，还具备在主动皮带轮与从动皮带轮之间架设了金属带的 带式无级变速器的动力单元。在专利文献1以及专利文献2所揭示的动力单元中，起动离合器 被配置在输出轴侧，因此，可以在最靠近车轴的位置进行扭矩控制， 确保起动的平滑性。另外，还可以附加适当的蠕滑(creep)，由此在坡道起动或入库时等也容易处理。专利文献l:日本特开2005 _ 263143号公报专利文献2:日本特开2006 - 200727号公报(图1、图9)在具备上述的动力单元的车辆(自动二轮车或四轮车)的起动时，在希望对节流阀进行操作而以比较大的油门开度进行起动的情况下， 直到成为与油门开度对应的目标引擎转数为止提高引擎转数。此时，引擎转数在变速比位置中沿着(贴近)LOW位置而上升。而且，在 引擎转数为例如1400Irpml (离合器断离转数)下，起动离合器成为 半离合状态，在1800[rpm](离合器接合转数)下，成为起动离合器 接合(连接)的状态。但是，在起动离合器接合时，由于变速比位置位于LOW位置， 所以由于驱动力较大，存在连接时的震动变大而起动感觉恶化的问 题。发明内容本发明是考虑这样的问题而提出的，其目的在于提供一种无级 变速器的变速比控制方法，即使在起动时油门开度比较大的情况下， 也可以降低起动离合器在连接时的震动，由此得到平滑的起动感觉。在本发明的无级变速器的变速比控制方法中，在引擎的曲轴与输 出轴之间，串联连接根据上述引擎的转数自动地离合的起动离合器和 可以与输入轴的转数对应地连续地变速的无级变速器，并根据车速和 油门开度计算出目标引擎转数，根据该目标引擎转数来进行上述无级 变速器的变速比控制，其特征在于在上述起动离合器为半离合状态 的引擎转数下，根据上述目标引擎转数决定目标变速比而对上述无级 变速器进行目标变速比控制，在上述起动离合器接合了的状态的引擎 转数下，对上述变速比进行控制以使该引擎转数收敛于上述目标引擎 转数。根据本发明，在起动离合器为半离合状态的引擎转数下，根据目 标引擎转数决定目标变速比而对上述无级变速器进行目标变速比控 制，在起动离合器接合了的状态的引擎转数下，对变速比进行控制以 使该引擎转数收敛于目标引擎转数，因此例如在起动时，在希望对节 流阀手柄进行操作而以比较大的油门开度进行起动的情况下，当设为 与油门开度对应的目标引擎转数时，在半离合状态下，可以将变速比 设定成LOW位置以外的目标变速比，所以不会如现有技术那样引擎 　转数沿着(贴近)变速比位置的LOW位置上升，在起动离合器接合 时，可以设为与目标变速比对应的规定的驱动力，可以緩和接合时的 震动。其结果是起动感觉变得良好。例如，如果将半离合状态下的上述目标变速比控制的变速比设定 成LOW位置与TOP位置的中央位置，则可以緩和接合时的震动， 可以将起动感觉保持成良好的状态。即使并非中央位置，也可以通过 设定成LOW位置与TOP位置之间的位置， 一定程度上緩和接合时 的震动。在该情况下，在上述目标变速比控制中，将用于得到根据上述车 速和变速比图表求出的目标引擎转数的变速比乘以小于等于1的常数 来决定即可。另外，在无级变速器为斜板式静油压无级变速器时，在目标转速 比控制中，使无级变速器的斜板角度向目标角度位置移动。根据本发明，在起动离合器为半离合状态的引擎转数下，对变速 比进行控制，因此例如在希望以比较大的油门开度进行起动的情况 下，当设为与油门开度对应的目标引擎转数时，在半离合状态下，可 以将变速比设定成LOW位置以外的变速比，所以不会如现有技术那 样变速比位置沿着(贴近)LOW位置而使引擎转数上升，在离合器 接合时，可以设为与目标变速比对应的规定的驱动力，所以可以緩和 接合时的震动，起动感觉变得良好。


图1是对静油式无级变速器的变速比进行控制的该实施例的变 速比控制系统的概要框图。图2是搭载于自动二轮车等上的具备静油式无级变速器的动力 单元的部分省略纵剖面图。图3是示出变速比图表的说明图。图4是静油式无级变速器的油压回路图。图5是变速比控制的流程图。
图6是示出变速比控制中目标角度位置计算处理的例子的流程图。图7是起动时的变速比控制的说明图。 标号说明10:变速器控制系统；61:斜板式油压泵；62:斜板式油压电动 机；63:输入筒轴；69:输入齿轮；79:变速致动器；81:输出轴； 85:油压闭合回路；E:引擎；T:静油式无级变速器具体实施方式
以下，参照附图对实施本发明的无级变速器的变速控制方法的变 速比控制系统进行说明。图2是搭载于自动二轮车等车辆上的具备静油式无级变速器的 动力单元P的部分省略纵剖面图，图1是对图2中的静油式无级变速 器(以下简称为无级变速器)T的变速比进行控制的本实施方式的变 速比控制系统10的概要框图。图2示出日本特开2006 - 200727号公报(专利文献2)中所揭 示的动力单元P。首先，对该动力单元P进行说明。在图2中，动力单元P由引 擎E和向后轮Wr传达其动力的无级变速器T构成。无级变速器T由定容量型的斜板式油压泵61、可变容量型的斜 板式油压电动机62 、连接这些油压泵61以及油压电动机62之间的油 压闭合回路85构成。油压泵61包括旋转自如地支撑在主轴盖11上的输入筒轴(输 入轴)63;相对旋转自如地支撑在该输入筒轴63上的泵缸64;分别 滑动自如地嵌装在围绕其旋转轴线地被设置在该泵缸64上的环状排 列的多个泵缸孔65、 65……上的多个泵柱塞66、 66……；以及前面 与这些泵柱塞66、 66......的外端抵接且相对旋转自如地保持在输入筒轴63上的泵斜板67。在输入筒轴63的外周，设置有与固定在引擎E的曲轴12上的 驱动齿轮68啮合的输入齿轮69。当输入筒轴63通过引擎E的动力而旋转时，泵斜板67向各泵 柱塞66、 66……提供往复动作而可以重复吸入以及吐出行程。另一方面，油压电动才/L 62包括与泵缸64同轴且配置在泵釭 64的右方而旋转自如地支撑在主轴盖11上的电动机缸71;分别滑动 自如地嵌装在围绕其旋转轴线地被设置在电动机缸71上的环状排列 的多个电动机缸孔72、 72……上的多个电动才几柱塞73、 73……；前 面与这些电动机柱塞73、 73……的外端抵接的电动机斜板74;旋转 自如地支撑该电动机斜板74的电动机斜板保持器75;支撑该电动机 斜板保持器75的背面的电动机斜板锚件76，其中电动机斜板锚件76 被固定在主轴盖11上。电动机斜板保持器75以及电动机斜板锚件76的抵接对置面 75a、 76a成为以与电动机缸71的轴线正交的枢轴线77为中心的半球 面，电动机斜板保持器75可以绕枢轴线77倾斜动作。从该电动机斜 板保持器75的外周面突出有变速杆78,在该变速杆78上，经由电动 机斜板保持器75连接有用于使电动机斜板74倾斜动作的变速比可变 控制用的致动器(变速致动器)79。如果在电动机斜板74的倾斜状态下对电动机柱塞73、 73……提 供往复动作，而重复膨胀以及收缩行程，则可以经由电动机斜板74 使电动机缸71旋转，另外，如果使电动机斜板74的倾斜角度位置变 化，则电动机柱塞73、 73……的冲程变化，可以改变油压电动才几62 的容量。泵缸64以及电动机釭71结合为一体而构成缸体80，在该缸体 80的中心部，花键(spline)结合有将其贯通的输出轴81 。在泵缸64以及电动机缸71之间，在缸体80上，形成有围绕输 出轴81的环状的低压油路85L和围绕该低压油路85L的环状的高压 油路85H,并且设置有分配阀机构87，该分配阀机构87与缸体80的 旋转位置对应地将低压以及高压油路85L、 85H，交替切换地连通到 泵釭孔65、 65......以及电动机釭孔72、 72……的各内端部。由低压
以及高压油路85L、 85H构成上述油压闭合回路85。在油压泵61以及油压电动冲几62之间，经由上述低压油路85L、 高压油路85H以及分配阀机构87进行油压的授受，可以从油压泵61 通过油压向油压电动机62传递引擎E的动力，通过对变速致动器79 进行驱动而使电动机斜板74倾斜动作来改变油压泵61的容量，从而 可以进行变速。在输出轴81的中心，配设有可以在轴向两侧滑动的线轴型的离 合器阀88。该离合器阀88在左方位置使低压油路85L以及高压油路 85H之间短路，在右方位置解除低压油路85L以及高压油路85H之 间的短路。在该离合器阀88的向输出轴81的外部突出的外端部上连接有离 心机构89。离心机构89具备通过保持器90固定在输入筒轴63而 与输入筒轴63 —起旋转的旋转外壳91;滑动自如地支撑在该旋转外 壳91的与输出轴81同轴排列的引导孔92的动作板93,在该动作板 93上连接有离合器阀88的外端部。在旋转外壳91的与动作板93的 对置部上形成有多个楔面94，该多个楔面94倾斜成朝向半径方向外 方而靠近动作板93 (在图中仅示出其中的一个)，在该楔面94以及 动作板93之间插入有辊子状的离心重锤95。另外，在旋转外壳91内，收容有通过规定的设置荷重将动作板 93向楔面94侧按压的压缩弹簧(复位弹簧)96。由该离心机构89以 及离合器阀88构成起动离合器(自动起动离合器)97。在引擎E的空转时，输入筒轴63以及旋转外壳91的转数低， 所以离合器阀88通过压缩弹簧96的设置荷重经由动作板93被保持 在左方位置、即离合器断离(off)位置，由此低压油路85L以及高压 油路85H之间被短路，因此无法通过从油压泵61到油压电动机62的 油压来进行传动。如果提高引擎E的转数，而使输入筒轴63以及旋转外壳91成 为规定转数以上，则离心重锤95通过增大的离心力使旋转外壳91的 楔面94开始上升，同时克服压缩弹簧96的设置荷重而将动作板93
向右方压动，因此离合器阀88也通过该动作板93向右方逐渐移动， 由此低压油路85L以及高压油路85H之间的短路被逐渐解除，即在 经过半离合状态，离合器阀88到达右方的离合器接合(ON)位置时， 两个油路85L、 85H之间的短路被完全解除。即起动离合器97连接 (被接合)。由此，利用油压泵61以及油压电动机62之间的油压来 顺利地开始传动。在上述输出轴81上连接有模式切换机构20。在主轴盖11内的 后部一侧形成有减速(reduction)室21，在该室21内配设有模式切 换机构20。该模式切换机构20具备转动自如且与上述输出轴81平 行地支撑在主轴盖11上的中间轴22;同样地转动自如且与中间轴22 平行地支撑在主轴盖11上的驱动轴23;与上述输出轴14的向减速室 21突入的端部花键结合的1次驱动齿轮24;旋转自如地支撑在中间 轴22上且与1次驱动齿轮24啮合的1次从动齿轮24，；与该1次从 动齿轮24，的一侧邻接而可滑动地与中间轴22花键嵌合的爪形离合器 构件25(图2中，中间模式位置N,如果向左方移动，则为驱动模式 位置D);与1次从动齿轮24，的另一侧邻接而与中间轴22结合的2 次驱动齿轮26;与驱动轴23花键结合，且被2次驱动齿轮26减速驱 动的2次从动齿轮26，，其中在驱动轴23的向主轴盖11外部突出的 外端部，后轮Wr被安装成与驱动轴23—起旋转。具备无级变速器T的动力单元P如上述那样构成且进行动作。 图3是示出变速比图表50的说明图。根据车速v和油门开度e 参照变速比图表50计算出目标引擎转数NE，根据目标引擎转数NE 对无级变速器T的变速比进行控制。实际上，无级变速器T可以通过 利用变速致动器79连续地控制电动机斜板74的倾斜角度(斜板角度) 位置而无级(连续)且自动地变换(变化)变速比，但此处为了便于 理解，如图3所示，假设通过利用变速致动器79阶段性地控制电动 机斜板74的倾斜角度，能够从变速比大的变速级I (LOW)到变速 比小的变速级VI (TOP),阶段地且自动地变换代表性的变速级(也 称为变速位置)I (LOW) 、 II.......、 VI (TOP)。 在图3中，离合器断离转数N1 (Nl = 1400rpm)是离合器为非 连接的引擎转数，离合器接合转数N2 (N2 - 1800rpm)是起动离合 器97为连接状态的引擎转数。从离合器断离转数Nl到离合器接合转 数N2之间成为半离合状态。另外，设定有变速级自动加档上限转数 Nrmax和变速级自动减档下限转数Nrmin。图4是无级变速器T的油压回路图。在图4中，引擎E的旋转 通过曲轴12以及驱动齿轮68向输入齿轮(输入轴)69传递。通过输 入齿轮69的旋转，油压泵61 -陂驱动。油压泵61通过由高油压路85H、 低油压路85L构成的油压闭合回路85，对具备电动4几斜板75的油压 电动机62进行驱动。输出轴81与油压电动机62的旋转同步地旋转。在油压闭合回路85之间插入有由离合器阀88和离心机构89构 成的起动离合器97，在引擎转数NE达到离合器断离转数Nl之前， 离心;艮构89不动作，因此离合器阀88成为打开状态，由此油压闭合 回路85被打开，油压泵61的驱动力无法传递至油压电动机62,所以 输出轴81不旋转。在图l中，变速比控制系统IO具有作为控制部发挥功能的电子 控制单元即ECU ( Electronic Control Unit) 30。 ECU 30具有CPU、 ROM、 RAM、 A/D转换器、D/A转换器、计数器*定时器等计时装置、 其他接口， CPU根据各种输入执行存储在ROM中的程序，从而作为 实现各种功能的功能实现单元(功能部)动作。如果假设自动二轮车，则从对与节流阀手柄32的操作对应的离 合器阀的开度进行检测的油门开度传感器34向ECU 30输入油门开度 e。另外，从对引擎E的旋转进行检测的引擎转数传感器36向ECU 30 输入实际引擎转数Nr。进而，从与后轮Wr的旋转相伴的车速传感器 38向ECU 30输入车速V。ECU30根据所检测出的车速V和所检测出的油门开度e，参照 变速比图表50计算出引擎E的目标引擎转数NE,利用控制信号St， 通过变速致动器79对无级变速器T的变速比进行控制，使得成为目 标引擎转数NE。
以下，参照图5以及图6的流程图，对基本上如上述那样构成并 动作的变速比控制系统10的主要部分动作进行说明。在步骤S1中，ECU 30取得实际引擎转数Nr、油门开度9、车 速V。在步骤S2中，根据所取得的油门开度e和车速V，参照变速 比图表50，计算出目标引擎转数NE。接下来，在步骤S3中，判定在起动离合器97中是否存在滑动、 即所谓的离合器滑动。对于离合器滑动，虽然为了简便还可以根据实 际转数Nr是否处于离合器断离转数Nl与离合器接合转数N2之间来 进行判定，但为了更准确，例如可以根据以下的式(1)来进行判定， 该式(1)表示将用实际引擎转数Nr除以当前的变速比R (可以利用 向变速致动器79输入的输入控制信号St来换算)的值(Nr/R)乘上 对后轮Wr的周长考虑了齿轮比的预先求出的常数(设为Kl)的值 { (Ni7R) xKl)是否小于车速V。(Nr/R) xKl^V ... ( 1 )在步骤S4中，在根据实际引擎转数Nr和变速比R计算出的车 速与实际的车速V相等的情况下(还包括一定的容许范围内)，判定 为无离合器滑动，在步骤S5中，进行控制变速比R以使实际引擎转 数Nr成为目标引擎转数NE的通常的反馈(F/B)控制。另一方面，在步骤S4中，在判定为存在离合器滑动的情况下， 即在判定为是半离合状态的情况下，在步骤S6中，进行在图6中详 细示出的目标角度位置计算处理，在步骤S7中，利用与所计算出的 目标角度位置对应的控制信号St对变速致动器79进行驱动，将无级 变速器T的泵斜板67的斜板角度控制成与目标变速比(设为Rt)对 应的目标角度位置。由此，变速比R^皮控制成目标变速比Rt。对于被判定为存在离合器滑动时的目标角度位置，在图6的步骤 S6a中，首先，计算出被判定为存在离合器滑动时的目标变速比Rt。 目标变速比Rt可以使用以下的式(2)来求出，该式(2)表示将用 在上述式(1)中将实际引擎转数Nr作为目标引擎转数NE并用等号 连接的式(NE/R) xKl-V除以变速比R的式R= ( NE/V ) xKl，ii
乘上小于1的规定的常数K2的值。Rt=(丽V) xKlxK2 ... (2)此处，NE为目标引擎转数，V为车速，Kl为对后轮Wr的周长 考虑了齿轮比的值，K2为用于求出目标变速比Rt的小于1的常数， 例如i殳定成0.06。接下来，在步骤S6b中，通过利用与作为"目标(角度)位置— 目标变速比Rtx常数K3 (此时的常数K3是为了与变速致动器85的 轴向的位置变化对应地使电"动机斜板74转动而设为成为目标变速比 Rt的电动机斜板74的斜板角度位置而预先求出的常数)，，求出的目标 角度位置对应的控制信号St，来对变速致动器79进行驱动，可以将 泵斜板67的斜板角度控制成与目标变速比Rt对应的目标角度位置。 另外，如在步骤S7中示出的那样，利用反馈控制来进行向该目标角 度位置的控制。实际上，步骤S5的利用目标引擎转数NE的反馈控制是在起动 离合器97接合(连接)的行驶状态下进行的，在步骤S6、 S7的泵斜 板67的目标角度位置控制中，例如在起动时，在希望对节流阀手柄 进行操作而以图7所示那样的比较大的油门开度0a进行起动的情况 下(在该情况下，由于是停止中，所以车速V是零值)，实际引擎转 数Nr成为离合器断离转数N1以上的转数，在通过离心机构89由离 合器阀88关闭了油压闭合回路85时，如图7的变速比III上的a点 所示(如上所述，由于起动离合器97为非连接状态，所以车速V考 虑成零值)，将目标变速比Rt设定成变速比LOW位置与TOP位置 之间的位置。如果这样设定，则在设为与油门开度6a对应的目标引擎转数Nea 时，在半离合状态下，可以将变速比设定成变速比III，所以不会如 现有技术那样变速比位置沿着(贴近)LOW位置而使实际引擎转数 Nr上升，实际引擎转数Nr沿着变速比III上升至点b，在起动离合 器97连接的离合器接合转数N2下，在变速比III下起动离合器97 连接，因此可以通过与变速比III对应的规定的驱动力，连接引擎E
侧的输入齿轮69 (输入筒轴63)和输出轴81,可以緩和连接时的震 动。之后，从点c沿着LOW位置直到点d为止，实际引擎转数Nr 与车速V的实际增加对应地增加，所以起动感觉变得良好(参照在图 7中用点a—点b—点c—点d—表示的变化特性52)。根据以上说明的上述的实施方式，在引擎E的曲轴12与输出轴 81之间，串联连接根据实际引擎转数NE自动地离合的起动离合器97 和可以与输入齿轮(输入轴)69的转数对应地连续地变速的无级变速 器T，根据车速V和油门开度e计算出目标引擎转数Nt，根据目标 引擎转数Nt来进行无级变速器T的变速比控制，此时，在起动离合 器97为半离合状态的实际引擎转数Nr下，根据目标引擎转数Nt决 定目标变速比Rt，而对无级变速器T进行目标变速比控制(步骤S6、 S7的控制)，在起动离合器97连接了的状态的实际引擎转数Nr下， 对变速比R进行控制以使实际引擎转数Nr收敛于目标引擎转数Nt。根据本发明，在起动离合器97为半离合状态的实际引擎转数Nr 下，根据目标引擎转数Nt决定目标变速比Rt而对无级变速器T进行 目标变速比控制，在起动离合器97连接了的状态的实际引擎转数NE 下，对变速比进行控制以使实际引擎转数Nr收敛于目标引擎转数 NE，因此例如在起动时，在希望对节流阀手柄32进行操作而以比较大的油门开度e进行起动的情况下，当设为与油门开度e对应的目标 引擎转数Nt时，在半离合状态下，可以将变速比决定成(设定成)LOW位置以外的变速比位置II~VI，所以不会如现有技术那样变速 比位置沿着(贴近)LOW位置而使实际引擎转数Nr上升，在起动离 合器97连接时，可以设为与目标变速比Rt对应的规定的驱动力，所 以可以緩和连接时的震动，起动感觉变得良好。另外，本发明不限于上述的静油式无级变速器T，还可以同样地 适用于具备自动起动离合器的带式无级变速器。另外，具备这样的自动起动离合器的无级变速器不仅是自动二轮车，还可以搭载于四轮车 中，在该情况下，用加速踏板代替节流阀手柄。
权利要求
1. 一种无级变速器的变速比控制方法，在引擎的曲轴与输出轴之间串联连接有根据上述引擎的转数自动地离合的起动离合器和可以与输入轴的转数对应地连续地变速的无级变速器，并根据车速和油门开度计算出目标引擎转数，根据该目标引擎转数来进行上述无级变速器的变速比控制，其特征在于在上述起动离合器为半离合状态的引擎转数下，根据上述目标引擎转数决定目标变速比而对上述无级变速器进行目标变速比控制，在上述起动离合器接合了的状态的引擎转数下，对变速比进行控制以使该引擎转数收敛于上述目标引擎转数。
2. 根据权利要求1所述的无级变速器的变速比控制方法，其特 征在于通过上述目标变速比控制决定的上述目标变速比被设定成 LOW位置与TOP位置之间的位置的变速比。
3. 根据权利要求2所述的无级变速器的变速比控制方法，其特 征在于上述目标变速比是将用于得到根据上述车速和变速比图表求 出的目标引擎转数的变速比乘以1以下的常数来决定的。
4. 根据权利要求1 ~3中的任意一项所述的无级变速器的变速比 控制方法，其特征在于上述无级变速器是斜板式静油压无级变速器， 上述目标变速比控制是使上述无级变速器的斜板角度移动到目标角 度位置而进行的。
全文摘要
本发明提供一种无级变速器的变速比控制方法，即使在起动时油门开度比较大的情况下，也可以降低离合器连接时的震动，而且得到平滑的起动感觉。在起动离合器为半离合状态的实际引擎转数下，根据目标引擎转数决定目标变速比而对无级变速器进行目标变速比控制(S6)，在起动离合器连接了的状态的实际引擎转数下，对变速比进行控制使得收敛于目标引擎转数(S5)，因此在希望以比较大的油门开度进行起动的情况下，在半离合状态下，不会产生变速比位置贴近LOW位置地使实际引擎转数上升的情况，在起动离合器连接时可以设成规定的驱动力。
文档编号F16H9/00GK101398077SQ200810214419
公开日2009年4月1日 申请日期2008年8月26日 优先权日2007年9月27日
发明者臼仓靖贵 申请人:本田技研工业株式会社