无级变速器及其控制方法
【专利摘要】本发明提供一种无级变速器及其控制方法。本发明的变速器控制器在使副变速机构变速的情况下，执行使变速机构向副变速机构的变速比变化方向相反的方向变速的协调变速，但是，在副变速机构的变速级为2速且具有动力源的输出增大请求的情况下，禁止协调变速，仅使副变速机构从2速向1速变速。
【专利说明】无级变速器及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无级变速器及其控制方法，尤其是涉及具备变速机构(无级变速机构)和副变速机构的无级变速器及其控制方法。
【背景技术】
[0002]公开有如下的无级变速器，相对于变速机构(无级变速机构)串联地设置副变速机构，根据车辆的运转状态变更该副变速机构的变速级，由此，不会使变速机构大型化，扩大了可获取的变速比范围。
[0003]JP5 - 79554A公开有在这种带副变速机构的无级变速器中，在变更副变速机构的变速级时，使变速机构的变速比向与副变速机构的变速比变化方向相反的方向变化的变速方式(以下，称为“协调变速”)。若进行该协调变速，则使副变速机构变速时的发动机及液力变矩器的速度变化变小，能够减小这些惯性扭矩导致的变速冲击。
[0004]但是，上述协调变速为使变速机构和副变速机构同时变速的变速方式，因此，与仅使一方变速的情况相比，必要油量增多。因此，在从油泵供给的油量变少的区域进行上述协调变速时，油量不足，协调变速所需的时间变长而成为对驾驶者带来停滞感的原因。
[0005]另外，即使在能够充分确保油量的发动机转速区域，上述协调变速也能够使副变速机构的变速速度与变速机构一致而延迟，变速时间比使副变速机构单独变速的情况更长，因此，有可能在驾驶者要使车辆加速而大大踏入加速踏板的状况下进行上述协调变速时，由于变速的延迟而不能满足驾驶者的加速请求。
【发明内容】
[0006]本发明是鉴于这种技术课题而创立的，其目的在于消除因上述协调变速导致的变速延迟，提高搭载有具备副变速机构的无级变速器的车辆的运转性。
[0007]本发明第一方面提供一种无级变速器，其特征在于，具备:变速机构，其可无级地变更变速比；副变速机构，其相对于所述变速机构串联配置，作为变速级具有I速和变速比小于所述I速的2速；协调变速装置，其在使所述副变速机构变速的情况下，使所述变速机构向与所述副变速机构的变速比变化方向相反的方向变速；非协调变速装置，其在所述副变速机构的变速级为所述2速且具有动力源的输出增大请求的情况下，禁止所述协调变速，仅使所述副变速机构从所述2速向所述I速变速。
[0008]本发明第二方面提供一种无级变速器的控制方法，该无级变速器具备:变速机构，其可无级地变更变速比；副变速机构，其相对于所述变速机构串联配置，作为变速级具有I速和变速比小于所述I速的2速，其中，所述控制方法包括:协调变速步骤，在使所述副变速机构变速的情况下，使所述变速机构向与所述副变速机构的变速比变化方向相反的方向变速；非协调变速步骤，在所述副变速机构的变速级为所述2速且具有来自驾驶者的加速请求的情况下，禁止所述协调变速，仅使所述副变速机构从所述2速向所述I速变速。
[0009]根据上述方面，在副变速机构的变速级为2速且具有动力源的输出增大请求的情况下，立即进行副变速机构的变速，变速器的变速比向低速侧变更。没有进行协调变速时这样的变速延迟，能够提高搭载有具备副变速机构的无级变速器的车辆的运转性。
[0010]以下参照附图对于本发明的实施方式及本发明的优点进行详细地说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是搭载有本发明实施方式的无级变速器的车辆的概略构成图；
[0012]图2是表示变速器控制器的内部构成的图；
[0013]图3是表不变速图的一例的图；
[0014]图4是表示变速控制程序的内容的流程图；
[0015]图5是表示执行非协调变速的情况下的形态的图；
[0016]图6是表示执行非协调变速的情况下的形态的图。
【具体实施方式】
[0017]在以下的说明中，某变速机构的“变速比”为该变速机构的输入转速除以该变速机构的输出转速所得到的值。另外，“最Low变速比”是指该变速机构的最大变速比，“最High变速比”是指该变速机构的最小变速比。
[0018]图1是搭载有本发明实施方式的无级变速器的车辆的概略构成图。该车辆作为动力源具备发动机I。发动机I的输出旋转经由带锁止离合器的液力变矩器2、第一齿轮组3、无级变速器(以下，简单地称为“变速器4”)、第二齿轮组5、差动齿轮单元6向驱动轮7传递。在第二齿轮组5设有在停车时将变速器4的输出轴机械地锁止使其不能旋转的停车机构8。
[0019]另外，在车辆上设有利用发动机I的动力的一部分驱动的油泵10、调节来自油泵10的油压并向变速器4的各部位供给的油压控制回路11、控制油压控制回路11的变速器控制器12。
[0020]对各构成进行说明，变速器4具备:变速机构20 (无级变速机构)；相对于变速机构20串联设置的副变速机构30。“串联设置”是指在同一动力传递路径上将变速机构20和副变速机构30串联设置。副变速机构30也可以如该例那样与变速机构20的输出轴直接连接，还可以经由其它的变速乃至动力传递机构(例如齿轮组)进行连接。
[0021]变速机构20为具备初级带轮21、次级带轮22、卷挂于带轮21、22间的V型带23的带式无级变速机构。带轮21、22分别具备:固定圆锥板、在使滑轮面相对的状态下相对于固定圆锥板配置且在与固定圆锥板之间形成V型槽的可动圆锥板、设于该可动圆锥板的背面并使可动圆锥板在轴向位移的油压缸23a、23b。在调整向油压缸23a、23 b供给的油压时，V型槽的宽度发生变化，V型带23和各带轮21、22的接触半径发生变化，变速机构20的变速比vRatio无级地变化。
[0022]副变速机构30为前进2级、后退I级的变速机构。副变速机构30具备:连结两个行星齿轮的行星齿轮架的腊文瑙式行星齿轮机构31 ;与构成腊文瑙式行星齿轮机构31的多个旋转要素连接，并且变更它们的连系状态的多个摩擦联接要素(低档制动器32、高档离合器33、后退制动器34)。在调整向各摩擦联接要素32?34的供给油压、变更各摩擦联接要素32?34的联接和释放状态时，变更副变速机构30的变速级。例如，若联接低档制动器32，释放高档离合器33和后退制动器34，则副变速机构30的变速级成为I速。若联接高档离合器33，释放低档制动器32和后退制动器34，则副变速机构30的变速级成为变速比小于I速的2速。另外，若联接后退制动器34，释放低档制动器32和高档离合器33，则副变速机构30的变速级成为后退。此外，在以下的说明中，副变速机构30的变速级为I速时表现为“变速器4为低速模式”，为2速时表现为“变速器4为高速模式”。
[0023]如图2所示，变速器控制器12由CPU121、由RA M和RO M构成的存储装置122、输入接口 123、输出接口 124、将其相互连接的总线125而构成。
[0024]向输入接口 123输入:检测发动机I的转速(以下，称为“发动机转速Ne”)的转速传感器40的输出信号；检测加速踏板的开度(以下，称为“节气门开度ΑΡ0”)的节气门开度传感器41的输出信号；检测变速器4的输入转速(=初级带轮21的转速，以下称为“初级转速Npri”)的转速传感器42的输出信号；检测车辆的行驶速度(以下，称为“车速VSP”)的车速传感器43的输出信号；检测变速器4的油温的油温传感器44的输出信号；检测变速杆的位置的档位开关45的输出信号等。
[0025]在存储装置122中存储有变速器4的变速控制程序(图4)和该变速控制程序使用的变速图(图3)。CPU121读出存储于存储装置122的变速控制程序并执行，对经由输入接口 123输入的各种信号实施各种运算处理并生成变速控制信号，将所生成的变速控制信号经由输出接口 124向油压控制回路11输出。CPU121运算处理中使用的各种值、其运算结果被适当地存储于存储装置122。
[0026]油压控制回路11由多个流路、多个油压控制阀构成。油压控制回路11基于来自变速器控制器12的变速控制信号，控制多个油压控制阀并切换油压的供给路径，同时将在油泵10产生的油压调制成需要的油压，并将其向变速器4的各部位供给。由此，变更变速机构20的变速比vRatio、副变速机构30的变速级，进行变速器4的变速。
[0027]图3表示存储于存储装置122的变速图的一例。
[0028]在该变速图上，变速器4的动作点基于车速VSP和初级转速Npri定义。连接变速器4的动作点和变速图左下角的零点的线的倾斜率表示变速器4的变速比(在变速机构20的变速比上乘以副变速机构30的变速比得到的整体变速比，以下称为“总变速比”)。此外，在液力变矩器2和初级带轮21间设有反转齿轮的情况下，代替初级转速Npri使用将考虑了反转齿轮比量后的涡轮转速Ntbn作为纵轴的变速图。
[0029]变速器控制器12基于该变速图，根据车辆的运转状态(在该实施方式中为车速VSP及节气门开度ΑΡ0)设定作为目标的变速器4的动作点(目标总变速比)，且以实现作为目标的变速器4的动作点的方式控制变速机构20及副变速机构30。
[0030]对变速图的内容进行说明，在该变速图中，与现有的带式无级变速器的变速图相同，对每一个节气门开度APO设定变速线，变速器4的变速根据按照节气门开度APO选择的变速线进行。此外，在图3中，为了便于说明，仅表示全负荷线(节气门开度APO = 8/8情况下的变速线)、部分线(节气门开度APO = 4/8情况下的变速线)、滑行线(节气门开度APO = 0/8情况下的变速线)。
[0031]变速器4在低速模式时，变速器4能够在将变速机构20的变速比设为最Low变速比而得到的低速模式最低(最Low)线和将变速机构20的变速比设为最High变速比而得到的低速模式最高(最High)线之间进行变速。在该情况下，变速器4的动作点在A区域和B区域内移动。另一方面，变速器4为高速模式时，变速器4能够在将变速机构20的变速比设为最Low变速比而得到的高速模式最低(最Low)线和将变速机构20的变速比设为最High变速比而得到的高速模式最高(最High)线之间进行变速。该情况下，变速器4的动作点在B区域和C区域内移动。
[0032]副变速机构30的各变速级的变速比设定为与低速模式最High线对应的变速比(低速模式最High变速比)比与高速模式最Low线对应的变速比(高速模式最Low变速比)小。由此，在低速模式下可取得的变速器4的总变速比的范围(图中为“低速模式比率范围”)和高速模式下可取得的变速器4的总变速比的范围(图中为“高速模式比率范围”)部分重复，即，变速器4的动作点位于被高速模式最Low线和低速模式最High线夹持的B区域的情况下，变速器4可选择低速模式及高速模式中的任一模式。
[0033]另外，在该变速图上，设定为进行副变速机构30的变速的I 一 2变速线及2 — I变速线分别与低速模式最High线及高速模式最Low线重合。
[0034]而且，在设为目标的变速器4的动作点从Low侧向High侧横切I — 2变速线的情况、及从High侧向Low侧横切2 — I变速线的情况下(如后述，在发动机低转速区域踏入加速踏板的情况和大幅踏入加速踏板的情况除外)，变速器控制器12进行以下说明的协调变速，进行高速模式一低速模式间的切换。
[0035]在协调变速时，变速器控制器12进行副变速机构30的变速，同时使变速机构20向副变速机构30的变速比变化方向相反的方向变速。此时，使副变速机构30的变速比实际变化的惯性阶段和变速机构20的变速比变化的期间同步，在变速前后将总变速比保持一定。
[0036]具体而言，在作为目标的变速器4的动作点从Low侧向High侧横切I 一 2变速线的情况下，变速器控制器12使副变速机构30的变速级从I速向2速变更(1- 2变速、升档)，并且将变速机构20的变速比向Low侧变更。
[0037]相反，在作为目标的变速器4的动作点从High侧向Low侧横切I 一 2变速线的情况下(如后述，在发动机低转速区域踏入加速踏板的情况和大幅踏入加速踏板的情况除外)，变速器控制器12将副变速机构30的变速级从2速向I速变更(2 — I变速、降档)，并且将变速机构20的变速比向High侧变更。
[0038]图4是表示变速器4的变速控制程序的内容的流程图。参照该图对变速器控制器12执行的变速器4的变速控制的内容进行说明。
[0039]据此，首先，在Sll中，变速器控制器12判断副变速机构30的变速级。在副变速机构30的变速级为I速的情况下，进入S12进行处理，在为2速的情况下，进入S14进行处理。
[0040]S12、S13为副变速机构的变速级为I速时的处理。
[0041]在S12中，变速器控制器12通过车速VSP增加或加速踏板复位，判断作为目标的变速器4的动作点是否从Low侧向High侧横切I 一 2变速线。在作为目标的变速器4的动作点从Low侧向High侧横切使I 一 2变速线的情况下，进入S13进行处理，此外的情况下，进入S20进行处理。
[0042]在S13中，变速器控制器12执行使副变速机构30的变速级从I速向2速变更，并且使变速机构20的变速比从High侧向Low侧变更的协调变速。[0043]S14?S19为副变速机构的变速级是2速的情况下的处理。
[0044]在S14中，变速器控制器12通过踏入加速踏板、即具有动力源即发动机I的输出增大请求，判断作为目标的变速器4的动作点是否从High侧向Low侧横切2 -1变速线。在作为目标的变速器4的动作点从High侧向Low侧横切2 -1变速线的情况下，进入S15进行处理，除此之外的情况下，进入S20。
[0045]在S15中，变速器控制器12判断发动机转速Ne是否比规定的低转速Neth低。规定的低转速Neth在该转速以下执行协调变速时，来自油泵10的油量不足而使油压收支变差，设定为协调变速所需的时间比可允许的时间更长的转速(在执行协调变速的情况下，驾驶者开始感到停滞感的转速)。在发动机转速Ne比规定的低转速Neth低的情况下，进入S17进行处理，除此之外的情况下，进入S16进行处理。
[0046]在S16中，变速器控制器12判断节气门开度APO是否比规定的大开度APOth大。规定的大开度APOth设定可判断为驾驶者的加速请求大的值的下限值(例如，APOth = 5/8)。在节气门开度APO比规定的大开度APOth大的情况下，进入S17进行处理，除此之外的情况下，进入S19进行处理。
[0047]在发动机转速Ne比规定的低转速Neth低的情况、及节气门开度APO比规定的大开度APOth大的情况下，为了防止执行协调变速导致的变速延迟，进入S17、S18，禁止协调变速，以副变速机构30、变速机构20的顺序执行变速。
[0048]即，变速器控制器12首先仅使副变速机构30从2速向I速变速(S17)。该变速仅通过低档制动器和高档离合器33的切换而结束，因此，在短时间内结束。即使在发动机转速Ne低且来自油泵10的油量少的情况下，也不会因油量不足而发生变速延迟。通过仅使副变速机构30先行变速，变速器4的总变速比在短时间内向Low侧变化，可避免变速延迟。
[0049]接着，变速器控制器12仅使变速机构20变速(S18)，由此，使变速器4的动作点移动到作为目标的动作点。
[0050]此外，在仅使副变速机构30变速的情况下，变速器4的动作点有可能比作为目标的动作点更靠Low侧，但是，通过使变速机构20变速，使变速器4的动作点返回到作为目标的动作点，使总变速比与目标总变速比接近。
[0051]而在发动机转速Ne比规定的低转速Neth高的情况、及节气门开度APO比规定的大开度APOth小的情况下，变速延迟不会成为问题，因此，进入S19，变速器控制器12实施协
调变速。
[0052]S20为副变速机构的变速级为I速的情况及2速情况下的共通的处理，在作为变速器4的目标的动作点均不横切I 一 2变速线、2 -1变速线的情况下执行。在S20中，变速器控制器12仅使变速机构20变速，使变速器4的动作点移动到作为目标的动作点。
[0053]图5、图6是表示通过上述变速控制执行非协调变速情况下的形态的图。
[0054]图5的例子表示在发动机低转速区域踏入加速踏板而使作为目标的变速器4的动作点横切2 -1变速线的情况下的变速的形态。
[0055]在发动机转速Ne比规定的低转速Neth低的情况下，在要执行协调变速时有可能来自油泵10的油量不足而油压收支恶化，变速所需的时间变长，对驾驶者可能赋予停滞感。
[0056]因此，在这种状况下，首先，仅副变速机构30从2速向I速变速，由此，总变速比变化到Low侧(图中箭头标记Al)。因为变速的仅是副变速机构30，所以即使发动机转速Ne低，来自油泵10的油量也不会不足，副变速机构30的变速在短时间内结束。
[0057]之后，进行变速机构20的变速，能够实现作为目标的变速器4的动作点，即，目标总变速比(图中箭头A2)。
[0058]图6的例子表示大幅踏入加速踏板而使作为目标的变速器4的动作点横切2 -1变速线时的变速形态。
[0059]在节气门开度APO比规定的大开度APOth大的情况下执行协调变速时，有可能不能满足驾驶者的加速请求。
[0060]因此，在这种状况下，首先，仅副变速机构30从2速向I速变速，由此，总变速比变化到Low侧(图中箭头标记A3)。由于不必如协调变速那样使副变速机构30的速度与变速机构20的变速速度一致，故而副变速机构30的变速在短时间内完成。
[0061]之后，进行变速机构20的变速，能够实现作为目标的变速器4的动作点，即目标总变速比(图中箭头标记A4)。
[0062]在图5、图6所示的任一情况下，均不会发生由协调变速导致的总变速比的变化延迟，能够实现驾驶者意图的加速，能够提高搭载有变速器4的车辆的运转性。
[0063]以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是，上述实施方式只不过是表示本发明的应用例之一，并非是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体构成的意思。
[0064]例如，在上述实施方式中，基于发动机转速Ne判断油压收支是否恶化(S15)，但也可以直接测定油泵10的油量，基于测定的油量进行判断。
[0065]另外，基于节气门开度APO判断来自驾驶者的加速请求是否大(S16)，但也可以基于变速杆操作等进行判断。此外，在上述实施方式中，在来自驾驶者的加速请求大的情况下，禁止协调变速，但如果具有加速请求，则也可以无论其大小均禁止协调变速。
[0066]另外，动力源即发动机I的输出增大请求中，除了踏入加速踏板之外，还包括向车速增大方向操作巡航控制装置的车速调整杆等。
[0067]本申请基于2011年12月12日向日本专利局提出申请的特愿2011 — 271309号主张优先权，该申请的全部内容通过参照引入本说明书。
【权利要求】
1.一种无级变速器，其具备: 变速机构，其可无级地变更变速比； 副变速机构，其相对于所述变速机构串联配置，作为变速级具有I速和变速比小于所述I速的2速； 协调变速装置，其在使所述副变速机构变速的情况下，使所述变速机构向与所述副变速机构的变速比变化方向相反的方向变速； 非协调变速装置，其在所述副变速机构的变速级为所述2速且具有动力源的输出增大请求的情况下，禁止所述协调变速，仅使所述副变速机构从所述2速向所述I速变速。
2.如权利要求1所述的无级变速器，其中， 所述非协调变速装置在仅使所述副变速机构从所述2速向所述I速变速后，使所述变速机构变速，使所述无级变速器的变速比接近目标变速比。
3.如权利要求1或2所述的无级变速器，其中， 所述非协调变速装置在所述副变速机构的变速级为所述2速，发动机的转速处于规定的低转速区域，且具有所述动力源的输出增大请求的情况下，禁止所述协调变速。
4.如权利要求1?3中任一项所述的无级变速器，其中， 所述非协调变速装置在所述副变速机构的变速级为所述2速，且具有来自驾驶者的加速请求的情况下，禁止所述协调变速。
5.一种无级变速器的控制方法，该无级变速器具备:变速机构，其可无级地变更变速比；副变速机构，其相对于所述变速机构串联配置，作为变速级具有I速和变速比小于所述I速的2速，其中，所述控制方法包括: 协调变速步骤，在使所述副变速机构变速的情况下，使所述变速机构向与所述副变速机构的变速比变化方向相反的方向变速； 非协调变速步骤，在所述副变速机构的变速级为所述2速且具有来自驾驶者的加速请求的情况下，禁止所述协调变速，仅使所述副变速机构从所述2速向所述I速变速。
【文档编号】F16H61/04GK103998829SQ201280061345
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年11月9日 优先权日:2011年12月12日
【发明者】田中宽康, 井上真美子, 野野村良辅, 井上拓市郎, 浅井诏生, 森真人, 石井智, 篠原史 申请人:加特可株式会社, 日产自动车株式会社