無級變速器及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無級變速器及其控制方法。本發(fā)明的變速器控制器在使副變速機構變速的情況下，執(zhí)行使變速機構向副變速機構的變速比變化方向相反的方向變速的協(xié)調變速，但是，在副變速機構的變速級為2速且具有動力源的輸出增大請求的情況下，禁止協(xié)調變速，僅使副變速機構從2速向1速變速。
【專利說明】無級變速器及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無級變速器及其控制方法，尤其是涉及具備變速機構(無級變速機構)和副變速機構的無級變速器及其控制方法。
【背景技術】
[0002]公開有如下的無級變速器，相對于變速機構(無級變速機構)串聯(lián)地設置副變速機構，根據車輛的運轉狀態(tài)變更該副變速機構的變速級，由此，不會使變速機構大型化，擴大了可獲取的變速比范圍。
[0003]JP5 - 79554A公開有在這種帶副變速機構的無級變速器中，在變更副變速機構的變速級時，使變速機構的變速比向與副變速機構的變速比變化方向相反的方向變化的變速方式(以下，稱為“協(xié)調變速”)。若進行該協(xié)調變速，則使副變速機構變速時的發(fā)動機及液力變矩器的速度變化變小，能夠減小這些慣性扭矩導致的變速沖擊。
[0004]但是，上述協(xié)調變速為使變速機構和副變速機構同時變速的變速方式，因此，與僅使一方變速的情況相比，必要油量增多。因此，在從油泵供給的油量變少的區(qū)域進行上述協(xié)調變速時，油量不足，協(xié)調變速所需的時間變長而成為對駕駛者帶來停滯感的原因。
[0005]另外，即使在能夠充分確保油量的發(fā)動機轉速區(qū)域，上述協(xié)調變速也能夠使副變速機構的變速速度與變速機構一致而延遲，變速時間比使副變速機構單獨變速的情況更長，因此，有可能在駕駛者要使車輛加速而大大踏入加速踏板的狀況下進行上述協(xié)調變速時，由于變速的延遲而不能滿足駕駛者的加速請求。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明是鑒于這種技術課題而創(chuàng)立的，其目的在于消除因上述協(xié)調變速導致的變速延遲，提高搭載有具備副變速機構的無級變速器的車輛的運轉性。
[0007]本發(fā)明第一方面提供一種無級變速器，其特征在于，具備:變速機構，其可無級地變更變速比；副變速機構，其相對于所述變速機構串聯(lián)配置，作為變速級具有I速和變速比小于所述I速的2速；協(xié)調變速裝置，其在使所述副變速機構變速的情況下，使所述變速機構向與所述副變速機構的變速比變化方向相反的方向變速；非協(xié)調變速裝置，其在所述副變速機構的變速級為所述2速且具有動力源的輸出增大請求的情況下，禁止所述協(xié)調變速，僅使所述副變速機構從所述2速向所述I速變速。
[0008]本發(fā)明第二方面提供一種無級變速器的控制方法，該無級變速器具備:變速機構，其可無級地變更變速比；副變速機構，其相對于所述變速機構串聯(lián)配置，作為變速級具有I速和變速比小于所述I速的2速，其中，所述控制方法包括:協(xié)調變速步驟，在使所述副變速機構變速的情況下，使所述變速機構向與所述副變速機構的變速比變化方向相反的方向變速；非協(xié)調變速步驟，在所述副變速機構的變速級為所述2速且具有來自駕駛者的加速請求的情況下，禁止所述協(xié)調變速，僅使所述副變速機構從所述2速向所述I速變速。
[0009]根據上述方面，在副變速機構的變速級為2速且具有動力源的輸出增大請求的情況下，立即進行副變速機構的變速，變速器的變速比向低速側變更。沒有進行協(xié)調變速時這樣的變速延遲，能夠提高搭載有具備副變速機構的無級變速器的車輛的運轉性。
[0010]以下參照附圖對于本發(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】
[0011]圖1是搭載有本發(fā)明實施方式的無級變速器的車輛的概略構成圖；
[0012]圖2是表示變速器控制器的內部構成的圖；
[0013]圖3是表不變速圖的一例的圖；
[0014]圖4是表示變速控制程序的內容的流程圖；
[0015]圖5是表示執(zhí)行非協(xié)調變速的情況下的形態(tài)的圖；
[0016]圖6是表示執(zhí)行非協(xié)調變速的情況下的形態(tài)的圖。
【具體實施方式】
[0017]在以下的說明中，某變速機構的“變速比”為該變速機構的輸入轉速除以該變速機構的輸出轉速所得到的值。另外，“最Low變速比”是指該變速機構的最大變速比，“最High變速比”是指該變速機構的最小變速比。
[0018]圖1是搭載有本發(fā)明實施方式的無級變速器的車輛的概略構成圖。該車輛作為動力源具備發(fā)動機I。發(fā)動機I的輸出旋轉經由帶鎖止離合器的液力變矩器2、第一齒輪組3、無級變速器(以下，簡單地稱為“變速器4”)、第二齒輪組5、差動齒輪單元6向驅動輪7傳遞。在第二齒輪組5設有在停車時將變速器4的輸出軸機械地鎖止使其不能旋轉的停車機構8。
[0019]另外，在車輛上設有利用發(fā)動機I的動力的一部分驅動的油泵10、調節(jié)來自油泵10的油壓并向變速器4的各部位供給的油壓控制回路11、控制油壓控制回路11的變速器控制器12。
[0020]對各構成進行說明，變速器4具備:變速機構20 (無級變速機構)；相對于變速機構20串聯(lián)設置的副變速機構30。“串聯(lián)設置”是指在同一動力傳遞路徑上將變速機構20和副變速機構30串聯(lián)設置。副變速機構30也可以如該例那樣與變速機構20的輸出軸直接連接，還可以經由其它的變速乃至動力傳遞機構(例如齒輪組)進行連接。
[0021]變速機構20為具備初級帶輪21、次級帶輪22、卷掛于帶輪21、22間的V型帶23的帶式無級變速機構。帶輪21、22分別具備:固定圓錐板、在使滑輪面相對的狀態(tài)下相對于固定圓錐板配置且在與固定圓錐板之間形成V型槽的可動圓錐板、設于該可動圓錐板的背面并使可動圓錐板在軸向位移的油壓缸23a、23b。在調整向油壓缸23a、23 b供給的油壓時，V型槽的寬度發(fā)生變化，V型帶23和各帶輪21、22的接觸半徑發(fā)生變化，變速機構20的變速比vRatio無級地變化。
[0022]副變速機構30為前進2級、后退I級的變速機構。副變速機構30具備:連結兩個行星齒輪的行星齒輪架的臘文瑙式行星齒輪機構31 ;與構成臘文瑙式行星齒輪機構31的多個旋轉要素連接，并且變更它們的連系狀態(tài)的多個摩擦聯(lián)接要素(低檔制動器32、高檔離合器33、后退制動器34)。在調整向各摩擦聯(lián)接要素32?34的供給油壓、變更各摩擦聯(lián)接要素32?34的聯(lián)接和釋放狀態(tài)時，變更副變速機構30的變速級。例如，若聯(lián)接低檔制動器32，釋放高檔離合器33和后退制動器34，則副變速機構30的變速級成為I速。若聯(lián)接高檔離合器33，釋放低檔制動器32和后退制動器34，則副變速機構30的變速級成為變速比小于I速的2速。另外，若聯(lián)接后退制動器34，釋放低檔制動器32和高檔離合器33，則副變速機構30的變速級成為后退。此外，在以下的說明中，副變速機構30的變速級為I速時表現(xiàn)為“變速器4為低速模式”，為2速時表現(xiàn)為“變速器4為高速模式”。
[0023]如圖2所示，變速器控制器12由CPU121、由RA M和RO M構成的存儲裝置122、輸入接口 123、輸出接口 124、將其相互連接的總線125而構成。
[0024]向輸入接口 123輸入:檢測發(fā)動機I的轉速(以下，稱為“發(fā)動機轉速Ne”)的轉速傳感器40的輸出信號；檢測加速踏板的開度(以下，稱為“節(jié)氣門開度ΑΡ0”)的節(jié)氣門開度傳感器41的輸出信號；檢測變速器4的輸入轉速(=初級帶輪21的轉速，以下稱為“初級轉速Npri”)的轉速傳感器42的輸出信號；檢測車輛的行駛速度(以下，稱為“車速VSP”)的車速傳感器43的輸出信號；檢測變速器4的油溫的油溫傳感器44的輸出信號；檢測變速桿的位置的檔位開關45的輸出信號等。
[0025]在存儲裝置122中存儲有變速器4的變速控制程序(圖4)和該變速控制程序使用的變速圖(圖3)。CPU121讀出存儲于存儲裝置122的變速控制程序并執(zhí)行，對經由輸入接口 123輸入的各種信號實施各種運算處理并生成變速控制信號，將所生成的變速控制信號經由輸出接口 124向油壓控制回路11輸出。CPU121運算處理中使用的各種值、其運算結果被適當?shù)卮鎯τ诖鎯ρb置122。
[0026]油壓控制回路11由多個流路、多個油壓控制閥構成。油壓控制回路11基于來自變速器控制器12的變速控制信號，控制多個油壓控制閥并切換油壓的供給路徑，同時將在油泵10產生的油壓調制成需要的油壓，并將其向變速器4的各部位供給。由此，變更變速機構20的變速比vRatio、副變速機構30的變速級，進行變速器4的變速。
[0027]圖3表示存儲于存儲裝置122的變速圖的一例。
[0028]在該變速圖上，變速器4的動作點基于車速VSP和初級轉速Npri定義。連接變速器4的動作點和變速圖左下角的零點的線的傾斜率表示變速器4的變速比(在變速機構20的變速比上乘以副變速機構30的變速比得到的整體變速比，以下稱為“總變速比”)。此外，在液力變矩器2和初級帶輪21間設有反轉齒輪的情況下，代替初級轉速Npri使用將考慮了反轉齒輪比量后的渦輪轉速Ntbn作為縱軸的變速圖。
[0029]變速器控制器12基于該變速圖，根據車輛的運轉狀態(tài)(在該實施方式中為車速VSP及節(jié)氣門開度ΑΡ0)設定作為目標的變速器4的動作點(目標總變速比)，且以實現(xiàn)作為目標的變速器4的動作點的方式控制變速機構20及副變速機構30。
[0030]對變速圖的內容進行說明，在該變速圖中，與現(xiàn)有的帶式無級變速器的變速圖相同，對每一個節(jié)氣門開度APO設定變速線，變速器4的變速根據按照節(jié)氣門開度APO選擇的變速線進行。此外，在圖3中，為了便于說明，僅表示全負荷線(節(jié)氣門開度APO = 8/8情況下的變速線)、部分線(節(jié)氣門開度APO = 4/8情況下的變速線)、滑行線(節(jié)氣門開度APO = 0/8情況下的變速線)。
[0031]變速器4在低速模式時，變速器4能夠在將變速機構20的變速比設為最Low變速比而得到的低速模式最低(最Low)線和將變速機構20的變速比設為最High變速比而得到的低速模式最高(最High)線之間進行變速。在該情況下，變速器4的動作點在A區(qū)域和B區(qū)域內移動。另一方面，變速器4為高速模式時，變速器4能夠在將變速機構20的變速比設為最Low變速比而得到的高速模式最低(最Low)線和將變速機構20的變速比設為最High變速比而得到的高速模式最高(最High)線之間進行變速。該情況下，變速器4的動作點在B區(qū)域和C區(qū)域內移動。
[0032]副變速機構30的各變速級的變速比設定為與低速模式最High線對應的變速比(低速模式最High變速比)比與高速模式最Low線對應的變速比(高速模式最Low變速比)小。由此，在低速模式下可取得的變速器4的總變速比的范圍(圖中為“低速模式比率范圍”)和高速模式下可取得的變速器4的總變速比的范圍(圖中為“高速模式比率范圍”)部分重復，即，變速器4的動作點位于被高速模式最Low線和低速模式最High線夾持的B區(qū)域的情況下，變速器4可選擇低速模式及高速模式中的任一模式。
[0033]另外，在該變速圖上，設定為進行副變速機構30的變速的I 一 2變速線及2 — I變速線分別與低速模式最High線及高速模式最Low線重合。
[0034]而且，在設為目標的變速器4的動作點從Low側向High側橫切I — 2變速線的情況、及從High側向Low側橫切2 — I變速線的情況下(如后述，在發(fā)動機低轉速區(qū)域踏入加速踏板的情況和大幅踏入加速踏板的情況除外)，變速器控制器12進行以下說明的協(xié)調變速，進行高速模式一低速模式間的切換。
[0035]在協(xié)調變速時，變速器控制器12進行副變速機構30的變速，同時使變速機構20向副變速機構30的變速比變化方向相反的方向變速。此時，使副變速機構30的變速比實際變化的慣性階段和變速機構20的變速比變化的期間同步，在變速前后將總變速比保持一定。
[0036]具體而言，在作為目標的變速器4的動作點從Low側向High側橫切I 一 2變速線的情況下，變速器控制器12使副變速機構30的變速級從I速向2速變更(1- 2變速、升檔)，并且將變速機構20的變速比向Low側變更。
[0037]相反，在作為目標的變速器4的動作點從High側向Low側橫切I 一 2變速線的情況下(如后述，在發(fā)動機低轉速區(qū)域踏入加速踏板的情況和大幅踏入加速踏板的情況除外)，變速器控制器12將副變速機構30的變速級從2速向I速變更(2 — I變速、降檔)，并且將變速機構20的變速比向High側變更。
[0038]圖4是表示變速器4的變速控制程序的內容的流程圖。參照該圖對變速器控制器12執(zhí)行的變速器4的變速控制的內容進行說明。
[0039]據此，首先，在Sll中，變速器控制器12判斷副變速機構30的變速級。在副變速機構30的變速級為I速的情況下，進入S12進行處理，在為2速的情況下，進入S14進行處理。
[0040]S12、S13為副變速機構的變速級為I速時的處理。
[0041]在S12中，變速器控制器12通過車速VSP增加或加速踏板復位，判斷作為目標的變速器4的動作點是否從Low側向High側橫切I 一 2變速線。在作為目標的變速器4的動作點從Low側向High側橫切使I 一 2變速線的情況下，進入S13進行處理，此外的情況下，進入S20進行處理。
[0042]在S13中，變速器控制器12執(zhí)行使副變速機構30的變速級從I速向2速變更，并且使變速機構20的變速比從High側向Low側變更的協(xié)調變速。[0043]S14?S19為副變速機構的變速級是2速的情況下的處理。
[0044]在S14中，變速器控制器12通過踏入加速踏板、即具有動力源即發(fā)動機I的輸出增大請求，判斷作為目標的變速器4的動作點是否從High側向Low側橫切2 -1變速線。在作為目標的變速器4的動作點從High側向Low側橫切2 -1變速線的情況下，進入S15進行處理，除此之外的情況下，進入S20。
[0045]在S15中，變速器控制器12判斷發(fā)動機轉速Ne是否比規(guī)定的低轉速Neth低。規(guī)定的低轉速Neth在該轉速以下執(zhí)行協(xié)調變速時，來自油泵10的油量不足而使油壓收支變差，設定為協(xié)調變速所需的時間比可允許的時間更長的轉速(在執(zhí)行協(xié)調變速的情況下，駕駛者開始感到停滯感的轉速)。在發(fā)動機轉速Ne比規(guī)定的低轉速Neth低的情況下，進入S17進行處理，除此之外的情況下，進入S16進行處理。
[0046]在S16中，變速器控制器12判斷節(jié)氣門開度APO是否比規(guī)定的大開度APOth大。規(guī)定的大開度APOth設定可判斷為駕駛者的加速請求大的值的下限值(例如，APOth = 5/8)。在節(jié)氣門開度APO比規(guī)定的大開度APOth大的情況下，進入S17進行處理，除此之外的情況下，進入S19進行處理。
[0047]在發(fā)動機轉速Ne比規(guī)定的低轉速Neth低的情況、及節(jié)氣門開度APO比規(guī)定的大開度APOth大的情況下，為了防止執(zhí)行協(xié)調變速導致的變速延遲，進入S17、S18，禁止協(xié)調變速，以副變速機構30、變速機構20的順序執(zhí)行變速。
[0048]即，變速器控制器12首先僅使副變速機構30從2速向I速變速(S17)。該變速僅通過低檔制動器和高檔離合器33的切換而結束，因此，在短時間內結束。即使在發(fā)動機轉速Ne低且來自油泵10的油量少的情況下，也不會因油量不足而發(fā)生變速延遲。通過僅使副變速機構30先行變速，變速器4的總變速比在短時間內向Low側變化，可避免變速延遲。
[0049]接著，變速器控制器12僅使變速機構20變速(S18)，由此，使變速器4的動作點移動到作為目標的動作點。
[0050]此外，在僅使副變速機構30變速的情況下，變速器4的動作點有可能比作為目標的動作點更靠Low側，但是，通過使變速機構20變速，使變速器4的動作點返回到作為目標的動作點，使總變速比與目標總變速比接近。
[0051]而在發(fā)動機轉速Ne比規(guī)定的低轉速Neth高的情況、及節(jié)氣門開度APO比規(guī)定的大開度APOth小的情況下，變速延遲不會成為問題，因此，進入S19，變速器控制器12實施協(xié)
調變速。
[0052]S20為副變速機構的變速級為I速的情況及2速情況下的共通的處理，在作為變速器4的目標的動作點均不橫切I 一 2變速線、2 -1變速線的情況下執(zhí)行。在S20中，變速器控制器12僅使變速機構20變速，使變速器4的動作點移動到作為目標的動作點。
[0053]圖5、圖6是表示通過上述變速控制執(zhí)行非協(xié)調變速情況下的形態(tài)的圖。
[0054]圖5的例子表示在發(fā)動機低轉速區(qū)域踏入加速踏板而使作為目標的變速器4的動作點橫切2 -1變速線的情況下的變速的形態(tài)。
[0055]在發(fā)動機轉速Ne比規(guī)定的低轉速Neth低的情況下，在要執(zhí)行協(xié)調變速時有可能來自油泵10的油量不足而油壓收支惡化，變速所需的時間變長，對駕駛者可能賦予停滯感。
[0056]因此，在這種狀況下，首先，僅副變速機構30從2速向I速變速，由此，總變速比變化到Low側(圖中箭頭標記Al)。因為變速的僅是副變速機構30，所以即使發(fā)動機轉速Ne低，來自油泵10的油量也不會不足，副變速機構30的變速在短時間內結束。
[0057]之后，進行變速機構20的變速，能夠實現(xiàn)作為目標的變速器4的動作點，即，目標總變速比(圖中箭頭A2)。
[0058]圖6的例子表示大幅踏入加速踏板而使作為目標的變速器4的動作點橫切2 -1變速線時的變速形態(tài)。
[0059]在節(jié)氣門開度APO比規(guī)定的大開度APOth大的情況下執(zhí)行協(xié)調變速時，有可能不能滿足駕駛者的加速請求。
[0060]因此，在這種狀況下，首先，僅副變速機構30從2速向I速變速，由此，總變速比變化到Low側(圖中箭頭標記A3)。由于不必如協(xié)調變速那樣使副變速機構30的速度與變速機構20的變速速度一致，故而副變速機構30的變速在短時間內完成。
[0061]之后，進行變速機構20的變速，能夠實現(xiàn)作為目標的變速器4的動作點，即目標總變速比(圖中箭頭標記A4)。
[0062]在圖5、圖6所示的任一情況下，均不會發(fā)生由協(xié)調變速導致的總變速比的變化延遲，能夠實現(xiàn)駕駛者意圖的加速，能夠提高搭載有變速器4的車輛的運轉性。
[0063]以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但是，上述實施方式只不過是表示本發(fā)明的應用例之一，并非是將本發(fā)明的技術范圍限定于上述實施方式的具體構成的意思。
[0064]例如，在上述實施方式中，基于發(fā)動機轉速Ne判斷油壓收支是否惡化(S15)，但也可以直接測定油泵10的油量，基于測定的油量進行判斷。
[0065]另外，基于節(jié)氣門開度APO判斷來自駕駛者的加速請求是否大(S16)，但也可以基于變速桿操作等進行判斷。此外，在上述實施方式中，在來自駕駛者的加速請求大的情況下，禁止協(xié)調變速，但如果具有加速請求，則也可以無論其大小均禁止協(xié)調變速。
[0066]另外，動力源即發(fā)動機I的輸出增大請求中，除了踏入加速踏板之外，還包括向車速增大方向操作巡航控制裝置的車速調整桿等。
[0067]本申請基于2011年12月12日向日本專利局提出申請的特愿2011 — 271309號主張優(yōu)先權，該申請的全部內容通過參照引入本說明書。
【權利要求】
1.一種無級變速器，其具備: 變速機構，其可無級地變更變速比； 副變速機構，其相對于所述變速機構串聯(lián)配置，作為變速級具有I速和變速比小于所述I速的2速； 協(xié)調變速裝置，其在使所述副變速機構變速的情況下，使所述變速機構向與所述副變速機構的變速比變化方向相反的方向變速； 非協(xié)調變速裝置，其在所述副變速機構的變速級為所述2速且具有動力源的輸出增大請求的情況下，禁止所述協(xié)調變速，僅使所述副變速機構從所述2速向所述I速變速。
2.如權利要求1所述的無級變速器，其中， 所述非協(xié)調變速裝置在僅使所述副變速機構從所述2速向所述I速變速后，使所述變速機構變速，使所述無級變速器的變速比接近目標變速比。
3.如權利要求1或2所述的無級變速器，其中， 所述非協(xié)調變速裝置在所述副變速機構的變速級為所述2速，發(fā)動機的轉速處于規(guī)定的低轉速區(qū)域，且具有所述動力源的輸出增大請求的情況下，禁止所述協(xié)調變速。
4.如權利要求1?3中任一項所述的無級變速器，其中， 所述非協(xié)調變速裝置在所述副變速機構的變速級為所述2速，且具有來自駕駛者的加速請求的情況下，禁止所述協(xié)調變速。
5.一種無級變速器的控制方法，該無級變速器具備:變速機構，其可無級地變更變速比；副變速機構，其相對于所述變速機構串聯(lián)配置，作為變速級具有I速和變速比小于所述I速的2速，其中，所述控制方法包括: 協(xié)調變速步驟，在使所述副變速機構變速的情況下，使所述變速機構向與所述副變速機構的變速比變化方向相反的方向變速； 非協(xié)調變速步驟，在所述副變速機構的變速級為所述2速且具有來自駕駛者的加速請求的情況下，禁止所述協(xié)調變速，僅使所述副變速機構從所述2速向所述I速變速。
【文檔編號】F16H61/04GK103998829SQ201280061345
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年11月9日 優(yōu)先權日:2011年12月12日
【發(fā)明者】田中寬康, 井上真美子, 野野村良輔, 井上拓市郎, 淺井詔生, 森真人, 石井智, 篠原史 申請人:加特可株式會社, 日產自動車株式會社