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自动变速器的控制方法以及控制装置

申请号 CN201880076592.1 申请日 2018-11-09 公开(公告)号 CN111417800A 公开(公告)日 2020-07-14
申请人 日产自动车株式会社; 发明人 豊田良平; 中野智普; 金子豊; 田添和彦; 小辻弘一;
摘要 对第1控 制模 式和第2控制模式进行切换,在第1控制模式下,基于作为 变速器 的实际的变速比的实际变速比而对变速用 泵 进行控制,在第2控制模式下,基于作为变速器的实际的工作压 力 的实际工作压力而对变速用泵进行控制。在第1控制模式下,基于车速的检测值对实际变速比进行计算,以使得实际变速比接近目标变速比的方式对变速用泵进行控制。在第2控制模式下,对实际工作压力进行检测,以使得实际工作压力接近与目标变速比相应的目标工作压力的方式对变速用泵进行控制。在车速的检测 精度 降低的状况或条件下,将控制模式从第1控制模式向第2控制模式切换。
权利要求

1.一种自动变速器的控制方法,其对自动变速器进行控制,该自动变速器具有由初级带轮、次级带轮以及传动带构成的变速器,构成为能够与由变速用形成的所述变速器的工作压相应地对所述初级带轮或者所述次级带轮处的所述传动带的绕挂直径进行变更,其中,
设定与车辆的运转状态相应的所述变速器的目标变速比,
对第1控制模式和第2控制模式进行切换,在第1控制模式下,基于作为所述变速器的实际的变速比的实际变速比而对所述变速用泵进行控制,在第2控制模式下,基于作为所述变速器的实际的工作压力的实际工作压力而对所述变速用泵进行控制,
在所述第1控制模式下,
基于车速的检测值对所述实际变速比进行计算,
以使得所述实际变速比接近所述目标变速比的方式对所述变速用泵进行控制,在所述第2控制模式下,
对所述实际工作压力进行检测,
以使得所述实际工作压力接近与所述目标变速比相应的目标工作压力的方式对所述变速用泵进行控制,
在所述车速的检测值收敛于针对实际车速的容许范围的第1条件下,选择所述第1控制模式,在所述车速的检测值脱离所述容许范围的第2条件下,选择所述第2控制模式。
2.根据权利要求1所述的自动变速器的控制方法,
所述初级带轮以及所述次级带轮具有:固定带轮;以及可动带轮,其构成为能够相对于所述固定带轮沿其旋转轴以液压的方式移动,
所述初级带轮的油室和所述次级带轮的油室经由油路而相互连通,其中,所述变速用泵安装于所述油路,
在所述第2控制模式下,将所述初级带轮的油室的相对于所述次级带轮的油室的压力的实际的相对压力作为所述实际工作压力,基于所述实际的相对压力对所述变速用泵进行控制。
3.根据权利要求2所述的自动变速器的控制方法,其中,
所述相对压力是从所述初级带轮的油室的压力减去所述次级带轮的油室的压力所得的差。
4.根据权利要求3所述的自动变速器的控制方法,其中,
在所述第2控制模式下的目标变速比为该自动变速器的最低速侧的变速比的情况下,将所述相对压力设为小于实现所述目标变速比所需的上限压力的规定压力。
5.根据权利要求3或4所述的自动变速器的控制方法,其中,
在所述第2控制模式下,以使得所述实际工作压力接近所述目标工作压力的方式,对驱动所述变速用泵的电动机电流值进行控制。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的自动变速器的控制方法,其中,
在所述车速高于预先规定的规定值的情况下,设为所述第1条件,在所述车速小于或等于所述规定值的情况下,设为所述第2条件。
7.一种自动变速器的控制装置,其对自动变速器进行控制,该自动变速器具有变速器,该变速器具有初级带轮、次级带轮以及传动带,与所述初级带轮和所述次级带轮处的所述传动带的绕挂直径之比相应地确定变速比,所述自动变速器构成为能够与该变速器的工作压力相应地对所述初级带轮或者所述次级带轮处的所述传动带的绕挂直径进行变更,其中,
所述自动变速器的控制装置具有:
变速用泵,其形成所述变速器的工作压力;以及
控制器,其对所述变速用泵进行控制,
所述控制器具有:
目标变速比设定部,其设定与车辆的运转状态相应的所述变速器的目标变速比;
实际变速比计算部,其基于车速的检测值而对作为所述变速器的实际的变速比的实际变速比进行计算;
实际工作压力检测部,其对作为所述变速器的实际的工作压力的实际工作压力进行检测;以及
变速用泵控制部,其构成为能够对第1控制模式和第2控制模式进行切换,在第1控制模式下,以使得所述实际变速比接近所述目标变速比的方式对所述变速用泵进行控制,在第2控制模式下,以使得所述实际工作压力接近与所述目标变速比相应的目标工作压力的方式对所述变速用泵进行控制,
在所述车速的检测值收敛于针对实际的车速的容许范围的第1条件下,所述变速用泵控制部根据所述第1控制模式对所述变速用泵进行控制,在所述车速的检测值脱离所述容许范围的第2条件下,所述变速用泵控制部根据所述第2控制模式对所述变速用泵进行控制。

说明书全文

自动变速器的控制方法以及控制装置

技术领域

[0001] 本发明涉及将车速用于对实际变速比的检测的自动变速器的控制方法以及控制装置。

背景技术

[0002] 在JP2001-165293A中公开了如下自动变速器,即,设定与运转状态相应的目标变速比,将变速器的实际的变速比即实际变速比控制为接近目标变速比(第0041~0042段)。

发明内容

[0003] 在JP2001-165293A中,通过自动变速器的输入侧的旋转速度除以输出侧的旋转速度而计算出实际变速比。这里,在将车速用于对输出侧的旋转速度的计算的情况下,会产生如下问题。对于车速的检测,通常使用检测车辆的驱动轮或者驱动轴的旋转速度的车速传感器,但对于车速传感器的特性而言,车速的检测精度在旋转速度极低的区域下降。因而,在将车速用于对输出侧的旋转速度的计算的情况下,大体上难以稳定地执行使用实际变速比的控制。还考虑了针对车速传感器的每时每刻的检测值实施滤波处理而缓和因检测精度下降所引起的变动的影响,但在该情况下,在实际上车速发生了变化的情况下,无法准确地掌握其变化。
[0004] 本发明的目的在于提供考虑了上述问题的自动变速器的控制方法以及控制装置。
[0005] 本发明的一个方式中提供一种自动变速器的控制方法,该自动变速器具有由初级带轮、次级带轮以及传动带构成的变速器,构成为能够与由变速用形成的变速器的工作压相应地对初级带轮或者次级带轮处的传动带的绕挂直径进行变更。本方式所涉及的控制方法设定与车辆的运转状态相应的变速器的目标变速比,对第1控制模式和第2控制模式进行切换,在第1控制模式下,基于作为变速器的实际的变速比的实际变速比而对变速用泵进行控制,在第2控制模式下,基于作为变速器的实际的工作压力的实际工作压力而对变速用泵进行控制。在第1控制模式下,基于车速的检测值对实际变速比进行计算,以使得实际变速比接近目标变速比的方式对变速用泵进行控制。在第2控制模式下,对实际工作压力进行检测,以使得实际工作压力接近与目标变速比相应的目标工作压力的方式对变速用泵进行控制。而且,在车速的检测值收敛于针对实际车速的容许范围的第1条件下,选择第1控制模式,在车速的检测值脱离容许范围的第2条件下,选择第2控制模式。
[0006] 本发明的其他方式中提供一种自动变速器的控制装置。附图说明
[0007] 图1是表示具有本发明的一个实施方式所涉及的自动变速器TM的车辆驱动系统P的结构的概略图。
[0008] 图2是表示上述自动变速器TM所具有的液压系统的结构的概略图。
[0009] 图3是表示本发明的一个实施方式所涉及的变速控制的基本流程的流程图
[0010] 图4是表示上述变速控制的第1控制模式所涉及的控制系统的结构的概略图。
[0011] 图5是表示上述变速控制的第2控制模式所涉及的控制系统的结构的概略图。
[0012] 图6是表示针对变速器的输入扭矩为0的情况下的带轮油室压力(以及压差)和变速比的关系的说明图。
[0013] 图7是表示最高速侧的变速比时的带轮油室压力(以及压差)和输入扭矩的关系的说明图。
[0014] 图8是表示最低速侧的变速比时的带轮油室压力(以及压差)和输入扭矩的关系的说明图。
[0015] 图9是表示根据本发明的一个实施方式而从第1控制模式切换为第2控制模式的情况下的带轮油室压力以及变速比的变化的说明图。
[0016] 图10是表示作为对比例而仅基于第1控制模式的情况下的带轮油室压力以及变速比的变化的说明图。
[0017] 图11是表示本发明的其他实施方式所涉及的变速控制的第2控制模式所涉及的控制系统的结构的概略图。

具体实施方式

[0018] 下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0019] (车辆驱动系统的结构)
[0020] 图1概略地示出了具有本发明的一个实施方式所涉及的自动变速器TM的车辆驱动系统P的整个结构。
[0021] 车辆驱动系统P具有内燃发动机(下面简称为“发动机”)1作为驱动源,在将发动机1和左右的驱动轮7连结的动力传递路径上具有变矩器2以及自动变速器TM。在本实施方式中,自动变速器TM由前进后退切换机构3以及变速器4构成,也可以由变矩器2构成其一部分。自动变速器TM以规定的变速比对从发动机1经由变矩器2而输入的旋转动力进行变换并经由差速齿轮5输出至驱动轮7。
[0022] 变矩器2具有:泵叶轮21,其与变矩器2的输入轴连接;以及涡轮22,其与变矩器2的输出轴连接,通过流体力学的作用将输入的旋转动力传递至输出轴。变矩器2还具有与输出轴连接的离合器23,使锁止离合器23形成为接合状态而直接将输入轴和输出轴连结,能够削减因流体连通引起的传递损失。对作用于锁止离合器23的液压进行控制而能够切换锁止离合器23的接合及断开。
[0023] 前进后退切换机构3配置于变矩器2与变速器4之间,将前进后退切换机构3的输出轴相对于输入轴的旋转方向切换为正向或反向,由此将车辆的行进方向切换为前进或后退。前进后退切换机构3具有:前进离合器31,其在选择前进挡时接合;以及后退制动器32,其在选择后退挡时接合,在前进离合器31接合的状态下,使车辆前进,在后退制动器32接合的状态下,使车辆后退。基于由驾驶者操作的换挡杆的位置(下面有时称为“挡位”)而判断选择前进挡还是选择后退挡。在前进离合器31及后退制动器32都断开的状态下,自动变速器TM变为中立状态,通过前进后退切换机构3、即自动变速器TM的旋转动力的传递被切断。通过对作用于前进离合器31以及后退制动器32的液压进行调整而控制前进后退切换机构3的动作。
[0024] 变速器4具有初级带轮41以及次级带轮42,并且具有绕挂于上述带轮41、42之间的传动带43,通过改变初级带轮41以及次级带轮42的相对于传动带43的接触部半径(下面有时称为“绕挂直径”)之比而能够无级地对变速比进行变更。输入至变速器4的输入轴(前进行驶时为初级带轮41的旋转轴)的旋转动力根据变速比而变换,变换后的旋转动力通过变速器4的输出轴(次级带轮42的旋转轴)而输出。对作用于初级带轮41以及次级带轮42的可动带轮的液压进行调整,改变在可动带轮以及固定带轮的各带轮面之间形成的V型槽的宽度(以下有时称为“带轮的槽宽”),由此对变速器4的变速比进行控制。在本实施方式中,将每单位时间的初级带轮41的转速Npri除以次级带轮42的转速Nsec所得的值(=Npri/Nsec)设为变速器4的变速比。
[0025] 从自动变速器TM输出的旋转动力经由设定为规定的传动比的终级齿轮列以及差速齿轮5传递至车轮轴6,使驱动轮7旋转。在本实施方式中,该车轮轴6构成车辆的“驱动轴”。
[0026] 如图2所示,在本实施方式中,作为作用于变矩器2的锁止离合器23、前进后退切换机构3的接合要素(前进离合器31、后退制动器32)以及变速器4的变速要素(初级带轮41、次级带轮42)的液压的产生源,具有机械式油泵8以及电动式油泵9。机械式油泵8以及电动式油泵9构成自动变速器TM的源压力用泵。机械式油泵8构成为能够由传递至将发动机1和驱动轮7连结的动力传递路径的旋转动力驱动,利用发动机1的输出或者来自驱动轮7的动力进行驱动,使贮存于自动变速器TM的油盘的变速器机油或者工作油升高至规定的压力,经由液压回路10将其供给至上述各部位。图1中由带箭头的虚线示意性地示出了通过液压回路10向各部位的工作油的供给路径。
[0027] (控制系统的结构以及基本动作)
[0028] 发动机1以及自动变速器TM的动作分别由发动机控制器101、变速器控制器201控制。上述控制器101、201均构成为电子控制单元,由具有中央运算装置(CPU)、RAM以及ROM等各种存储装置、输入输出接口等的微机构成。
[0029] 对发动机1的运转状态进行检测的运转状态传感器的检测信号输入至发动机控制器101,该发动机控制器101基于运转状态而执行规定的运算,设定发动机1的燃料喷射量、燃料喷射时机以及点火时机等。
[0030] 在本实施方式中,作为运转状态传感器,设置有检测驾驶者对加速踏板的操作量(下面称为“加速器开度”)APO的加速器传感器111、检测发动机1的旋转速度NE的旋转速度传感器112、检测发动机冷却温度TW的冷却水温度传感器113等,除此以外,还设置有未图示的空气流量计、节流传感器、燃料压力传感器以及空燃比传感器等。
[0031] 关于自动变速器TM的控制,变速器控制器201设置有对车辆的行驶速度(下面称为“车速”)VSP进行检测的车速传感器211、检测表示驾驶者对制动器踏板的踩踏量的制动器踏力BPF的制动器传感器212、对初级带轮41的旋转速度(称为每单位时间的转速Npri)进行检测的输入侧旋转速度传感器213、对作用于初级带轮41的液压(油室41a内的压力,下面有时称为“初级压力”)Ppri进行检测的初级压力传感器214、对作用于次级带轮42的液压(油室42a内的压力,下面有时称为“次级压力”)Psec进行检测的次级压力传感器215、对自动变速器TM的工作油的温度(下面简称为“油温”)Toil进行检测的油温传感器216、对换挡杆的位置SFT进行检测的挡位传感器217、对后述的变速用油泵12的旋转速度(由电动机122的每单位时间的转速Nmtr表示,下面有时称为“电机转速”)进行检测的电机转速传感器218。电机转速Nmtr与变速用油泵12的排出量相关。在本实施方式中,车速传感器211设置为能够测定与驱动轮7的旋转速度相关的状态,变速器控制器201基于车速传感器211的检测信号而对车速VSP进行计算。作为车速传感器211的检测对象,能够举例示出车轮轴6、即驱动轴的旋转速度以及驱动轮7的旋转速度。并且,在本实施方式中,将车速传感器211的检测值换算为次级带轮42的每单位时间的转速Nsec而检测次级带轮42的旋转速度。
[0032] 变速器控制器201经由CAN标准的总线以能够相互通信的方式与发动机控制器101连接,从发动机控制器101作为发动机1的运转状态而将加速器开度APO等信息输入。
[0033] 而且,变速器控制器201基于加速器开度APO以及车速VSP等车辆的运转状态而设定自动变速器TM(本实施方式中为变速器4)的目标变速比,以使得变速器4的实际的变速比接近目标变速比的方式对初级压力Ppri以及次级压力Psec进行控制。具体而言,将机械式油泵8产生的液压、换言之为机械式油泵8的排出压力作为源压力,以使得规定的压差作用于初级带轮41与次级带轮42之间的方式,将控制信号输出至组装于液压回路10的各种螺线管以及变速用油泵12。
[0034] (自动变速器的结构)
[0035] 图2以液压系统为中心而示出了本实施方式所涉及的自动变速器TM的结构。
[0036] 自动变速器TM具有机械式油泵8以及电动式油泵9作为液压源,并且具有用于将由油泵8、9排出的工作油向作为供给目的地的各部位分配的液压回路10。机械式油泵8以及电动式油泵9从油盘汲取变速器机油或工作油,以与转速相应的流量将其排出。液压回路10具有多个电磁,并且包含多条油路,将油泵8、9的排出压力作为源压力而对液压进行调整,以规定的压力将工作油向各部位供给。
[0037] 机械式油泵8从将发动机1和驱动轮7(图1)连结的动力传递路径接受动力的供给而工作,将贮存于油盘的工作油供给至液压回路10的管线压力油路c1。在本实施方式中,针对变矩器2的泵叶轮21和机械式油泵8的输入轴分别同轴地安装有带轮,传动带绕挂于上述带轮之间,从泵叶轮21经由传动带而将动力传递至机械式油泵8。
[0038] 电动式油泵9和机械式油泵8一起构成自动变速器TM的液压源。在本实施方式中,电动式油泵9设置作为机械式油泵8的辅助部件,例如,出于如下目的而对该电动式油泵9进行驱动,即,在尽管通过按下按键将电源接通而发动机1仍未启动的停车时,使得液压回路10的管线压力升高,在发动机1的怠速停止时,维持规定的管线压力。
[0039] 作为使得向各部位供给的工作油流通的油路,液压回路10具有多条油路,具体而言,具有管线压力油路c1、离合器压力油路c2以及变速压力油路c3。为了说明而仅例示出上述3种油路c1~c3,但当然也可以设置除此以外的油路。
[0040] 由油泵8、9排出的、源压力的工作油流入至管线压力油路c1。在管线压力油路c1连接有压力调节阀v1,由压力调节阀v1将管线压力油路c1的压力调整为规定的管线压力。压力调节阀v1的阀体动作压力或打开压力设定为可变,例如,为了在次级带轮42产生的传动带夹紧力的最优化,能够与加速器开度APO相应地对阀体动作压力进行变更而调整管线压力。在管线压力油路c1、进而在压力调节阀v1的下游侧,并列地连接有减压阀v2以及次级压力控制阀v3。次级压力控制阀v3由线性电磁阀构成。
[0041] 由减压阀v2减压后的工作油流入至离合器压力油路c2。利用减压阀v2将离合器压力油路c2的压力调整为低于管线压力的规定的离合器压力。前进后退切换用的流量控制阀v4与离合器压力油路c2连接。流量控制阀v4由线性电磁阀构成。
[0042] 对于由流量控制阀v4控制之后的工作油,利用与换挡杆联动的手动阀11对其油路进行切换,由此将其供给至前进离合器31或后退制动器32(由标号31a、32a表示用于对前进离合器31或者后退制动器32进行驱动的液压缸)。在设定有与液压缸31a连通的油路的情况下,前进离合器31接合,车辆变为能够前进的状态,在设定有与液压缸32a连通的油路的情况下,后退制动器32接合,车辆变为能够后退的状态。另一方面,在经由流量控制阀v4将离合器压力油路c2和液压缸31a、32a的连通切断的状态下,工作油从液压缸31a、32a向油盘排出,前进制动器31以及后退制动器32都断开,自动变速器TM变为中立状态。
[0043] 从压力调节阀v1通过的变速器机油以及从减压阀v2通过的变速器机油的一部分,作为锁止离合器23的工作油经由低压回路12而供给至变矩器2,除此以外,还供给至自动变速器TM的润滑系统以及冷却系统。
[0044] 由次级压力控制阀v3控制之后的工作油流入至变速压力油路c3。变速用油泵12安装于变速用油路c3,相对于变速用油泵12的单侧的一端与初级带轮41的油室(下面有时称为“初级油室”)41a连接,另一端与次级带轮42的油室(下面有时称为“次级油室”)42a连接。即,初级油室41a和次级油室42a处于经由变速压力油路c3(以及变速用油泵12的泵室)而连通的状态,能够通过变速压力油路c3将次级油室42a内的工作油供给至初级油室41a,并能够通过变速压力油路c3将初级油室41a内的工作油供给至次级油室42a。变速用油泵12构成本实施方式所涉及的“变速用泵”。
[0045] 使次级油室42a内的工作油向初级油室41a移动,从而初级带轮41的可动带轮接近固定带轮而使得初级带轮41的槽宽减小,另一方面,次级带轮42的可动带轮从固定带轮离开,从而次级带轮42的槽宽增大。与此相对,使初级油室41a内的工作油向次级油室42a移动,从而初级带轮41的可动带轮远离固定带轮而使得初级带轮41的槽宽增大,另一方面,次级带轮42的可动带轮接近固定带轮,从而次级带轮42的槽宽减小。这样,次级带轮42的可动带轮的移动与伴随着初级带轮41的可动带轮的移动的槽宽或传动带43的绕挂直径的变化联动,因此通过对初级带轮41的可动带轮的位置、换言之为可动带轮的行程量(下面有时称为“初级带轮的行程量”)进行控制而能够调整变速器4的变速比。
[0046] 变速用油泵12由电动式泵构成,具有形成泵室的泵主体121以及作为其动力源的电动机122。电动机122根据来自变速器控制器201的指令信号而工作,由此使得泵主体121所具有的转子旋转。在本实施方式中,能够对变速用油泵12的旋转方向以及旋转速度进行调整,将使得工作油从次级油室42a向初级油室41a移动的情况下的旋转方向设为变速用油泵12的正转方向,将使得工作油从初级油室41a向次级油室42a移动的情况下的旋转方向设为变速用油泵12的反转方向。伴随着工作油的移动,在次级压力Psec超出规定的范围而增大或减小的情况下,通过使次级压力控制阀v3工作而能够将过量的工作油从变速压力油路c3向油盘排出、或者从管线压力油路c1向变速压力油路c3补充不足的工作油。
[0047] 变速用油泵12进行动作的结果,在初级油室41a形成初级压力Ppri,规定的带轮推力作用于初级带轮41的可动带轮,另一方面,在次级油室42a形成次级压力Psec,规定的带轮推力作用于次级带轮42的可动带轮。这里,“带轮推力”是指对带轮油室41a、42a的压力乘以在作为对象的可动带轮形成的受压面的有效面积所得的推力。
[0048] 在本实施方式中,设定与车辆的运转状态相应的变速器4的目标变速比Rtrg,以使得变速器4的变速比R接近目标变速比Rtrg的方式,对初级带轮41和次级带轮42的传动带43的绕挂直径之比、即初级带轮41的可动带轮的位置、以及次级带轮42的可动带轮的位置进行控制。如上所述,可动带轮的位置及动作通过初级带轮41和次级带轮42相互关联,在本实施方式中,基本上将初级带轮41的行程量设为控制参数。
[0049] (变速控制的内容)
[0050] 下面,参照图3~图5对本实施方式所涉及的变速器控制器201所执行的控制的内容进行说明。
[0051] 图3中由流程图示出了本实施方式所涉及的变速控制的基本流程,图4表示变速控制的第1控制模式所涉及的控制系统的结构,图5中由功能模表示变速控制的第2控制模式所涉及的控制系统的结构。在图5中,对进行与第1控制模式相同的运算或动作的部分标注与图4中相同的标号。
[0052] 在本实施方式中,变速器控制器201以如下方式被编程,即,以规定的运算周期执行图3的流程图所示的控制。
[0053] 在本实施方式中,将初级带轮41的行程量设为控制参数,以使得实际的行程量接近与变速器4的目标变速比相应的目标行程量的方式,对变速用油泵12的旋转方向以及旋转速度(电机转速Nmtr)进行控制。作为行程量,能够例示出相对于可动带轮最远离固定带轮的位置、换言之带轮的槽宽最大的位置的可动带轮的移动量。这里,为了掌握实际的行程量,作为反馈信息而对变速器4的实际的变速比进行检测,进行将其换算为行程量的运算。对于变速比的检测,根据车速传感器211的检测值而计算出次级带轮42的转速Nsec,利用初级带轮41的转速Npri除以次级带轮42的转速Nsec,对于车速传感器211的特性而言,车速的检测精度在极低的旋转速度的区域降低,因此在极低车速区域难以稳定地执行利用行程量的变速用油泵12的控制。
[0054] 因此,在本实施方式中,在车速传感器211的检测精度脱离控制的容许范围而降低的极低车速区域和除此以外的区域对控制模式进行切换,在除了极低车速区域以外的区域,选择第1控制模式,将变速器4的实际的变速比设为反馈信息,在极低车速区域,选择第2控制模式,将作用于变速器4的实际的工作压力设为反馈信息。对初级压力Ppri和次级压力Psec之差或初级压力Ppri和次级压力Psec之比进行控制,由此能够对初级带轮41的带轮推力和次级带轮42的带轮推力进行调整,变更变速器4的变速比。在本实施方式中,初级压力Ppri相对于次级压力Psec的相对压力对变速器4的动作、换言之传动带43的绕挂直径的变化造成实质性的影响,因此作为“变速器的工作压力”,采用从初级压力Ppri减去次级压力Psec所得的差(下面称为“压差”)DP。并不局限于压差DP,可以将初级压力Ppri和次级压力Psec之比、例如初级压力Ppri除以次级压力Psec所得的值(=Ppri/Psec)设为变速器4的相对压力,并采用其作为工作压力。
[0055] 在图3所示的流程图中,在S101中,判定车速VSP是否高于表示极低车速区域的上限的规定的车速VSP1。在车速VSP高于规定的车速VSP1的情况下,设为处于除了极低车速区域以外的区域并进入S102,在小于或等于规定的车速VSP1的情况下,设为处于极低车速区域并进入S103。
[0056] 在S102中,将控制模式设定为第1控制模式。
[0057] 在S103中,将控制模式设定为第2控制模式。
[0058] 在第1控制模式(图4)下,将初级带轮41的行程量设为控制参数。作为车辆的运转状态,例如基于加速器开度APO以及车速VSP而计算出变速器4的目标变速比Rtrg(目标变速比运算部B111),将目标变速比Rtrg换算为初级带轮41的目标行程量Strg(目标行程量运算部B101)。创建规定变速比R和行程量S的关系的表格数据并将其预先存储于变速器控制器201,在实际的变速控制时利用目标变速比Rtrg对该表格数据进行检索,由此计算出目标行程量Strg。
[0059] 对目标行程量Strg和初级带轮41的实际的行程量(下面称为“实际行程量”)S的偏差ΔS(=Strg-S)进行计算(减法运算部B102),基于行程量的偏差ΔS而对变速用油泵12的旋转速度的指令值(电机转速指令值Ncmd)进行计算(反馈补偿部B103)。例如通过下式作为每分钟的旋转速度而对电机转速指令值Ncmd进行计算。在下式中,针对初级油室41a或者次级油室42a而设定利用变速用油泵12每1分钟送入的工作油的容积、换言之为工作油的流量。在该意义上,第1控制模式是对工作油的流量进行控制的控制模式。
[0060] Ncmd=C(s)×ΔS…(1.1)
[0061] C(s)=(60×APRI/Disp)×KP…(1.2)
[0062] 这里,将APRI设为在初级油室41a形成的受压面的有效面积,将Disp设为变速用油泵12的每旋转1圈的排出量。并且,KP表示比例增益。
[0063] 将电机转速指令值Ncmd向电机转速控制系统B104输入。由此,变速用油泵12以与电机转速指令值Ncmd相应的速度(电机转速Nmtr)旋转,与行程量的偏差ΔS的正负相应地使工作油从次级油室42a向初级油室41a移动或者从初级油室41a向次级油室42a移动。这里,在偏差ΔS具有正值的情况下,变速用油泵12向正转方向旋转,在偏差ΔS具有负值的情况下,变速用油泵12向反转方向旋转。在本实施方式中,电机转速控制系统B104具有变速用油泵12的电动机122、电机转速传感器218以及未图示的逆变器。
[0064] 利用初级带轮41的转速Npri除以次级带轮42的转速Nsec而计算出变速器4的实际的变速比(下面称为“实际变速比”)R(实际变速比运算部B112),将实际变速比R换算为初级带轮41的实际的行程量(下面称为“实际行程量”)S(实际行程量运算部B105)。能够利用具有与用于从目标变速比Rtrg向目标行程量Strg的换算的数据相同的趋势的表格数据进行实际行程量的计算。
[0065] 另一方面,基于变速器4的输入扭矩Ti以及实际变速比R对变速压力油路c3的工作油的最低压力进行计算(次级压力运算部B106)。变速压力油路c3的最低压力与在次级带轮42产生的传动带夹紧力相关,通过与输入扭矩Ti等相应地对最低压力进行调整而能够在次级带轮42产生适当的传动带夹紧力。对发动机1的输出扭矩乘以变矩器2的传递效率η而能够计算出变速器4的输入扭矩Ti。对于最低压力的计算,并不局限于实际变速比R,也可以利用目标变速比Rtrg。
[0066] 将变速压力油路c3的最低压力作为次级压力指令值Pcmd而向次级压力控制系统B107输入。由此,次级压力控制阀v3与次级压力的指令值Pcmd和实际值(实际次级压力Psec)的关系相应地工作,将实际次级压力Psec维持为次级压力指令值Pcmd(即,与输入扭矩Ti等相应的最低压力)。具体而言,在实际次级压力Psec低于次级压力指令值Pcmd的情况下,使管线压力油路c1的工作油向变速压力油路c3移动而增大次级压力Psec,在实际次级压力Psec高于次级压力指令值Pcmd的情况下,将变速压力油路c3的工作油向油盘排出而减小次级压力Psec。在本实施方式中,次级压力控制系统B107具有次级压力控制阀v3以及次级压力传感器215。
[0067] 在第2控制模式(图5)下,将控制参数从初级带轮41的行程量S切换为相对压力、具体而言为初级压力Ppri和次级压力Psec的压差DP(=Ppri-Psec),将基于车辆的运转状态而计算出的变速器4的目标变速比Rtrg换算为压差DP的目标值(下面称为“目标压差”)DPtrg(目标压差运算部B201)。在本实施方式中,基于目标变速比Rtrg和针对变速器4的实际的输入扭矩Ti而对目标压差DPtrg进行计算。创建规定变速比R、输入扭矩Ti以及压差DP的关系的映射数据并将其预先存储于变速器控制器201,在实际的变速控制时,利用目标变速比Rtrg以及实际的输入扭矩Ti对该映射数据进行检索,由此计算出目标压差DPtrg。
[0068] 对目标压差DPtrg和实际的压差(下面称为“实际压差”)DP的偏差ΔDP(=DPtrg-DP)进行计算(减法运算部B202),基于压差的偏差ΔDP对电机转速指令值Ncmd进行计算(反馈补偿部B203)。例如对偏差ΔDP乘以比例增益KP而进行电机转速指令值Ncmd的计算。而且,将电机转速指令值Ncmd向由电动机122等构成的电机转速控制系统B104输入,使变速用油泵12以与电机转速指令值Ncmd相应的速度旋转。从由初级压力传感器214检测出的实际初级压力Ppri减去由次级压力传感器215检测出的实际次级压力Psec,由此进行实际压差DP的计算(减法运算部B204)。对于实际压差DP的检测,不仅能够由单独的压力传感器214、215以及减法运算部B204进行,还能够由压差传感器进行。这样,对于第2控制模式而言,通过变速用油泵12的控制而对初级压力Pri和次级压力Psec的相对压力进行控制,在该意义上,是对工作压力进行控制的控制模式。
[0069] 图6~图8中在上段示出了变速器4的输入扭矩Ti、变速比R和带轮油室压力P(初级压力Ppri、次级压力Psec)的关系,在下段示出了带轮油室压力P向压差DP(=Ppri-Psec)的换算。参照上述附图进一步对变速压力油路c3的最低压力(次级压力指令值Pcmd)以及目标压差DPtrg的设定进行说明。
[0070] 图6示出了变速器4的输入扭矩Ti为0的情况下的、带轮油室压力P(以及压差DP)和变速比R的关系。在输入扭矩Ti为0的情况下,变速比越增大(即,变速挡越接近最低速挡),初级压力Ppri越减小,初级带轮41的槽宽越增大,另一方面,通过增大次级压力Psec而减小次级带轮42的槽宽。由此,在输入扭矩Ti为0的基础上,变速压力油路v3的最低压力设定为具有如下趋势,即,在变速器4越处于低速挡侧时,变速压力油路v3的最低压力越增大。另一方面,目标压差DPtrg设定为具有如下趋势,即,将初级压力Ppri和次级压力Psec一致的点设为0,在越处于低速挡侧时越向负向增大,在越处于高速挡侧时越向正向增大。
[0071] 图7示出了最高速侧的变速比(所谓最高变速比)时的、带轮油室压力P(以及压差DP)和输入扭矩Ti的关系。在最高变速比的基础上,在输入扭矩Ti(具体而言为输入扭矩的绝对值)越大时,初级压力Ppri越增大,次级压力Psec也越增大。但是,初级压力Ppri大于次级压力Psec,设定为与次级压力Psec相比而更大的斜率。由此,在最高变速比的基础上,变速压力油路v3的最低压力以及目标压差DPtrg都设定为具有在输入扭矩Ti越大时越增大的趋势。
[0072] 图8示出了最低速侧的变速比(所谓最低变速比)时的、带轮油室压力P(以及压差DP)和输入扭矩Ti的关系。在最低变速比的基础上,在输入扭矩Ti越大时,初级压力Ppri以及次级压力Psec都越增大,相对于最高变速比的情况,次级压力Psec大于初级压力Ppri,设定为与初级压力Ppri相比更大的斜率。因而,在最低变速比的基础上,变速压力油路v3的最低压力设定为具有相对于输入扭矩Ti的增大而增大的趋势,另一方面,目标压差DPtrg具有负值,设定为具有相对于输入扭矩Ti的增大而向负向增大的趋势。
[0073] 在本实施方式中,由变速用油泵12和变速器控制器201构成“自动变速器的控制装置”。如前所述,由变速用油泵12构成“变速用泵”,由变速器控制器201构成“控制器”。而且,分别由目标变速比运算部B111实现“目标变速比设定部”的功能,由实际变速比运算部B112实现“实际变速比运算部”的功能,由减法运算部B204实现“实际工作压力检测部”的功能,由图4所示的功能模块中的除了目标变速比运算部B111以及实际变速比运算部B112以外的整体、目标压差运算部B201、减法运算部B202以及反馈补偿部B203实现“变速用泵控制部”的功能。
[0074] (作用效果的说明)
[0075] 本实施方式所涉及的自动变速器TM以上述方式构成,下面对通过本实施方式而获得的效果进行叙述。
[0076] 第1,在本实施方式中,在车速传感器211的检测精度脱离控制的容许范围而降低的极低车速区域和除此以外的区域对控制模式进行切换,在除了极低车速区域以外的区域,通过将变速器4的变速比(实际变速比)R作为反馈信息的第1控制模式而对变速用油泵12进行控制,在极低车速区域,通过将初级压力Ppri和次级压力Psec的压差(实际压差)DP作为反馈信息的第2控制模式而对变速用油泵12进行控制。由此,变速器4的变速比R并不依赖于车速VSP,换言之,并不局限于车速的检测值VSP收敛于针对实际的车速的容许范围的条件的情况,即使在脱离容许范围的条件的情况下,也能够稳定地追随目标变速比Rtrg。这里,车速VSP高于规定值VSP1、且处于除了极低车速区域以外的区域相当于“第1条件”,处于极低车速区域相当于“第2条件”。
[0077] 图9以及图10示出了减速行驶时的变速比R、带轮油室压力P以及车速VSP的变化,图9示出了通过本实施方式将控制模式从第1控制模式切换为第2控制模式的情况,图10示出了作为对比例而仅基于第1控制模式的情况。
[0078] 在仅基于第1控制模式的情况下,在车速传感器211对车速VSP的检测精度降低的极低车速区域,因实际变速比R(=Npri/Nsec)的变动而使得反馈补偿部B103的动作不稳定,难以使变速器4的变速比R追随目标变速比Rtrg。图10示出了如下情形,即,在车速VSP小于或等于规定值VSP1的极低车速区域(时刻t1以后),因反馈补偿部B103的动作不稳定性而使得初级压力Ppri不稳定,变速器4的变速比R产生变动。次级压力Psec出现的较小的变动是因为传递有初级压力Ppri的变动。
[0079] 与此相对,在极低车速区域将控制模式从第1控制模式切换为第2控制模式,将反馈信息从变速器4的变速比R切换为初级压力Ppri和次级压力Psec的压差DP,由此能够不依赖于车速VSP地使反馈补偿部B203的动作变得稳定,直至达到小于或等于规定值VSP1的较低的车速为止使得变速器4的变速比R追随目标变速比Rtrg。这里,在目标变速比Rtrg为自动变速器TM的最低速侧的变速比(最低变速比)Rlow的情况下,将目标压差DPtrg设为比实现目标变速比Rtrg所需最低限度的压差(上限压力)小的规定压力,由此能够可靠地实现最低变速比Rlow。
[0080] 而且,根据本实施方式,初级油室41a和次级油室42a经由变速压力油路c3而相互连通,关于在变速压力油路c3安装有变速用油泵12的自动变速器TM,能够使极低车速区域的变速控制稳定并实现目标变速比Rtrg。
[0081] 第2,在第2控制模式下,将初级压力Ppri和次级压力Psec的压差DP作为控制参数,基于作为实际的压差的实际压差DP对变速用油泵12进行控制,从而在一个油室(例如次级油室42a)的压力发生变化的情况下,无需补偿因此而引起的另一个油室(初级油室41a)所产生的压力的变化,能够使得控制简化。例如,在为了增大传动带夹紧力而增大变速压力油路c3的压力(最低压力)的情况下,只要是压差DP则保持恒定值,因此能够无需补偿因最低压力的增大而引起的初级压力Ppri的变化。
[0082] 在以上说明中,采用初级压力Ppri和次级压力Psec的压差DP作为变速器4的工作压力,但并不局限于此,也可以采用初级压力Pri。
[0083] 图11中通过功能模块示出了本发明的其他实施方式所涉及的变速控制的第2控制模式所涉及的控制系统的结构。在该图中,对进行与第1控制模式相同的运算或动作的部分标注与图4中相同的标号。在本实施方式中,第1控制模式所涉及的控制系统可以构成为与此前的实施方式(图4)相同。
[0084] 在本实施方式中,在第2控制模式下,将变速器4的目标变速比Rtrg换算为初级压力Ppri的目标值(下面称为“目标初级压力”)Ptrg(目标初级压力运算部B301)。关于目标初级压力Ptrg的计算,利用针对目标变速比Rtrg以及变速器4的实际的输入扭矩Ti对具有图6~图8所示的趋势的映射数据进行检索。计算出目标初级压力Ptrg和实际的初级压力(下面称为“实际初级压力”)Ppri的偏差ΔP(=Ptrg-Ppri)(减法运算部B302),对初级压力的偏差ΔP乘以比例增益KP而计算出电机转速指令值Ncmd(反馈补偿部B303)。而且,将电机转速指令值Ncmd向由电动机122等构成的电机转速控制系统B104输入,使变速用油泵12以与电机转速指令值Ncmd相应的速度旋转。
[0085] 这样,并不局限于压差DP,将初级压力Ppri作为反馈信息也能够在极低车速区域使反馈补偿部B303的动作稳定并实现目标变速比Rtrg。
[0086] 在本实施方式中,在图11所示的功能模块中,由目标初级压力运算部B301、减法运算部B302以及反馈补偿部B303实现“变速用泵控制部”的功能(第2控制模式所涉及的控制系统)。
[0087] 并且,在以上说明中,在第2控制模式下,利用压力(初级压力Ppri或者作为相对压力的压差DP)对变速器4的变速比R进行了控制,但也可以利用带轮推力进行控制。在该情况下,只要设定与目标变速比Rtrg相应的带轮推力的目标值、且通过对带轮油室压力乘以受压面的有效面积而检测实际的带轮推力即可。带轮推力也与压差DP等同样地对传动带43的绕挂直径的变化造成实质性的影响,因此在本发明中,压力的概念中包含带轮推力。即,将初级带轮41的带轮推力和次级带轮42的带轮推力的相对值(例如,差或者比)作为“变速器的工作压力”的一个方式。
[0088] 在第2控制模式下,在变速用油泵12的控制时,可以代替电机转速Nmtr而对电动机122的扭矩进行控制。在带轮油室的压差与电机扭矩或电机电流值之间存在比例关系,因此容易构建控制系统、特别是反馈补偿部。
[0089] 作为选择第2控制模式的第2条件,除了因车速传感器的特性引起的条件(处于极低车速区域)以外,例如能够例示出(a)在不良道路(凸凹不平道路)行驶时或者(b)车速传感器的失效时。即使在上述状况下,通过将控制模式从第1控制模式切换为第2控制模式,也能使反馈补偿部的动作稳定并实现目标变速比Rtrg。
[0090] 并且,对于应用了本发明的自动变速器,也可以代替前进后退切换机构3,将变速器4作为主变速机构并在比变速器4靠近驱动轮7的下游侧具有副变速机构。
[0091] 以上对本发明的实施方式进行了说明,但上述实施方式不过示出了本发明的一部分应用例而言,其主旨并非将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。
[0092] 本申请主张基于2017年11月27日向日本专利厅提交的特愿2017-227101号的优先权,通过参照而将该申请的内容全部都并入本说明书中。