本發明涉及帶式無級變速器的帶輪側壓控制裝置,其通過帶輪側壓控制單元控制帶式無級變速器的帶輪側壓,所述帶式無級變速器具備與驅動源連接的驅動帶輪、與驅動輪連接的從動帶輪、以及卷繞在所述驅動帶輪和所述從動帶輪上的環形帶,將所述驅動源的驅動力變速后傳遞至所述驅動輪。
背景技術:
在帶式無級變速器的驅動帶輪和從動帶輪的帶輪側壓的控制中,存在如下控制:用于增減帶輪的槽寬以變更變速比的控制;和用于防止環形帶與帶輪之間的打滑的控制。由于隨著環形帶和帶輪之間的傳遞扭矩的增加而產生環形帶打滑,因此,用于防止環形帶打滑的帶輪側壓被控制為,在環形帶的傳遞扭矩大時該帶輪側壓大,在環形帶的傳遞扭矩小時該帶輪側壓小。
另外,當在摩擦系數小的路面上對驅動輪制動時,環形帶相對于帶輪打滑,驅動輪容易鎖定,因此,與摩擦系數大的路面的情況相比,需要增大帶輪側壓來抑制環形帶打滑。可是,如果過度增大帶輪側壓,則油泵這樣的液壓產生源的負荷增大,從而存在驅動油泵的發動機的燃料消耗量增加這樣的問題。
因此,在下述專利文獻1所記載的技術中,計算出為了在高摩擦系數路面上防止環形帶打滑所需要的帶輪側壓、和為了在低摩擦系數路面上防止環形帶打滑所需要的帶輪側壓,采用兩個帶輪側壓中較大的一方,由此,在防止環形帶打滑的同時實現了液壓產生源的負荷的降低。
專利文獻1:日本特開2013-127287號公報
另外,當駕駛員在低摩擦系數路面的行駛中松開油門踏板并踩踏制動踏板時,驅動輪的鎖定一般是在駕駛員最初踩踏制動踏板時發生的,如果在駕駛員最初踩踏制動踏板時驅動輪沒有鎖定,則即使駕駛員隨后增加制動踏板的踩踏而提高制動力,也很少會發生鎖定。
可是,在上述以往的技術中,在低摩擦系數路面上的行駛過程中通過松開油門踏板并踩踏制動踏板而從加速行駛狀態轉移至減速行駛狀態,在計算為了在低摩擦系數路面上防止環形帶打滑所需要的帶輪側壓時,沒有區別該減速行駛狀態是油門踏板松開后的最初的制動踏板操作時的減速行駛狀態、還是繼最初的制動踏板操作之后的制動踏板的踩踏增加時的減速行駛狀態,因此在制動踏板的踩踏增加時計算出的帶輪側壓變得過大,可能沒有充分發揮液壓產生源的負荷降低效果。
技術實現要素:
本發明是鑒于前述的情況而完成的,其目的在于,在低摩擦系數路面上的減速行駛時使帶輪側壓增加來防止驅動輪的鎖定的帶輪側壓控制裝置中,將帶輪側壓的增加量抑制在必要的最小限度。
為了達成上述目的,根據技術方案1的發明,提出了一種帶式無級變速器的帶輪側壓控制裝置,其通過帶輪側壓控制單元控制帶式無級變速器的帶輪側壓,所述帶式無級變速器具備與驅動源連接的驅動帶輪、與驅動輪連接的從動帶輪、以及卷繞在所述驅動帶輪和所述從動帶輪上的環形帶,將所述驅動源的驅動力變速后傳遞至所述驅動輪,其特征在于,所述帶式無級變速器的帶輪側壓控制裝置具備:檢測路面摩擦系數的路面摩擦系數計算單元;和檢測車輛的制動力的制動力計算單元,如果在所述路面摩擦系數計算單元檢測出規定的值以下的路面摩擦系數的狀態下車輛轉移至減速行駛狀態,則所述帶輪側壓控制單元使帶輪側壓增加規定的增量,并且,如果在所述減速行駛狀態下所述制動力計算單元檢測到制動力的增加,則所述帶輪側壓控制單元減小帶輪側壓的所述增量。
另外,根據技術方案2的發明,提出了一種帶式無級變速器的帶輪側壓控制裝置,其特征在于,在技術方案1的結構的基礎上,所述制動力計算單元所檢測出的制動力的增加量越大,所述帶輪側壓控制單元就使帶輪側壓的所述增量的減小量越大。
另外,根據技術方案3的發明,提出了一種帶式無級變速器的帶輪側壓控制裝置,其特征在于,在技術方案1或2的結構的基礎上,如果所述制動力計算單元所檢測出的制動力為零,則所述帶輪側壓控制單元使帶輪側壓的所述增量為零。
并且,實施方式的發動機E對應于本發明的驅動源。
根據技術方案1的結構,具備檢測路面摩擦系數的路面摩擦系數計算單元、和檢測車輛的制動力的制動力計算單元,如果在路面摩擦系數計算單元檢測出規定的值以下的路面摩擦系數的狀態下車輛轉移至減速行駛狀態,則帶輪側壓控制單元使帶輪側壓增加規定的增量,因此,即使是在驅動輪容易鎖定的低摩擦系數路面上減速行駛時,也能夠抑制環形帶和帶輪間的打滑,防止驅動輪鎖定。
驅動輪的鎖定在減速行駛狀態中的最初的制動時容易發生,如果在最初的制動時沒有發生鎖定,則在后續的制動力的增加時(制動踏板的踩踏增加時)發生鎖定的可能性低。因此,如果在所述減速行駛狀態中制動力計算單元檢測到制動力的增加(制動踏板的踩踏增加),則帶輪側壓控制單元使帶輪側壓的增量減小,由此能夠在防止因環形帶的打滑所導致的驅動輪的鎖定的同時將帶輪側壓的增加抑制在最小限度,能夠降低產生帶輪側壓的液壓供給源的負荷。
另外,根據技術方案2的結構,繼最初的制動時之后的制動力增加時的制動力的增加量越大,則發生鎖定的可能性越低,因此,制動力計算單元所檢測出的制動力的增加量越大,帶輪側壓控制單元就使帶輪側壓的增量的減小量越大,由此能夠將帶輪側壓的增加抑制在必要的最小限度,進一步降低液壓供給源的負荷。
另外,根據技術方案3的結構,如果制動力計算單元所檢測出的制動力為零,則帶輪側壓控制單元使帶輪側壓的增量為零,因此,在發生鎖定的可能性消失時,不僅能夠快速結束帶輪側壓的相加,進一步降低液壓供給源的負荷,而且在接下來車輛從加速行駛狀態轉移至減速行駛狀態時通過使帶輪側壓增加規定的增量,能夠抑制環形帶與帶輪之間的打滑,防止驅動輪鎖定。
附圖說明
圖1是帶式無級變速器和帶輪側壓控制系統的框圖。
圖2是示出電子控制單元的電路結構的框圖。
圖3是最初制動時和踩踏增加時的特性的說明圖。
圖4是帶輪側壓的增量的說明圖。
圖5是最初制動時和踩踏增加時的帶輪側壓的增量的說明圖。
圖6是示出作用的一例的時序圖。
標號說明
E:發動機(驅動源);
M1:路面摩擦系數計算單元;
M2:制動力計算單元;
M3:帶輪側壓控制單元;
T:帶式無級變速器;
W:驅動輪;
36:驅動帶輪;
37:從動帶輪;
38:環形帶。
具體實施方式
下面,基于圖1~圖6對本發明的實施方式進行說明。
首先,基于圖1對帶式無級變速器T的結構進行說明。發動機E的驅動力經由變矩器11、前進后退切換機構12、帶式無級變速器T、減速器13、差速器D和左右的足軸14、14被傳遞至左右的驅動輪W、W。
變矩器11具備:泵葉輪17,其固定在與發動機E的曲軸15連接的前罩16上;渦輪19,其固定于輸出軸18;定子23,其配置在泵葉輪17和渦輪19之間,且經由單向離合器20和定子軸21與外殼22連接;和鎖止離合器24,其能夠將前罩16和渦輪19直接連結。在鎖止離合器24解除接合的狀態下,曲軸15的驅動力通過在泵葉輪17、渦輪19和定子23之間循環的工作流體進行扭矩放大后傳遞至輸出軸18,在鎖止離合器24接合的狀態下,曲軸15的驅動力被直接傳遞至輸出軸18。
前進后退切換機構12由雙小齒輪型的行星齒輪機構25、前進擋離合器26和倒擋制動器27構成。行星齒輪機構25具備太陽輪28、齒圈29、行星架30、以及多個內小齒輪31和外小齒輪32,所述多個內小齒輪31和外小齒輪32旋轉自如地支承于行星架30并相互嚙合,并且與太陽輪28和齒圈29嚙合。帶式無級變速器T的主軸34同軸地嵌合于輸出軸18的外周,主軸34經由前進擋離合器26能夠與輸出軸18結合。另外,行星齒輪機構25的行星架30與主軸34連接,齒圈29經由倒擋制動器27能夠與外殼22結合。
因此,在使前進后退切換機構12的前進擋離合器26接合時,變矩器11的輸出軸18的旋轉被直接傳遞至帶式無級變速器T的主軸34而確立前進變速擋。另外,當前進后退切換機構12的倒擋制動器27接合而將行星架30與外殼22結合在一起時,變矩器11的輸出軸18的旋轉被減速,并且變為反向旋轉并傳遞至帶式無級變速器T的主軸34而確立后退變速擋。
帶式無級變速器T由以下部分構成:設于主軸34上的驅動帶輪36;設于副軸35上的從動帶輪37;以及卷繞在驅動帶輪36和從動帶輪37上的環形帶38。驅動帶輪36具備固定側帶輪半體39和可動側帶輪半體40,通過控制向帶輪油室41供給的液壓,能夠控制槽寬。另外,從動帶輪37具備固定側帶輪半體42和可動側帶輪半體43,通過控制向帶輪油室44供給的液壓,能夠控制槽寬。因此,通過使對驅動帶輪36和從動帶輪37的帶輪油室41、44供給的液壓變化,能夠無級地控制變速比,并且能夠防止驅動帶輪36和從動帶輪37與環形帶38之間的打滑。
減速器13具備:固定設置在帶式無級變速器T的副軸35上的第1減速齒輪45;固定設置在減速軸46上且與第1減速齒輪45嚙合的第2減速齒輪47;以及固定設置在減速軸46上的最終傳動齒輪48,最終傳動齒輪48與固定設置在差速器D的殼體上的最終從動齒輪49嚙合。
發動機E的曲軸15和油泵50經由驅動鏈輪51、環狀鏈條52和從動鏈輪53而連接。油泵50噴出的油被作為工作油供給至變矩器11、前進擋離合器26、倒擋制動器27、帶輪油室41、44等,并且被作為潤滑油供給至被潤滑部。
通過制動踏板54的操作而工作從而產生制動液壓的主缸55與對左右的驅動輪W、W進行制動的制動鉗56、56和對左右的從動輪(未圖示)進行制動的制動鉗(未圖示)連接。
驅動輪W、W的轉速由驅動輪轉速傳感器Sa、Sa檢測,從動輪(未圖示)的轉速由從動輪轉速傳感器Sb、Sb檢測。主缸55所產生的被供給至驅動輪W、W的制動鉗56、56的制動液壓由制動液壓傳感器Sc檢測。另外,被駕駛員操作的油門踏板57的開度由油門踏板開度傳感器Sd檢測。
在帶式無級變速器T中,通過增加對驅動帶輪36的帶輪油室41供給的液壓而使可動側帶輪半體40接近固定側帶輪半體39,并且減少對從動帶輪37的帶輪油室44供給的液壓而使可動側帶輪半體43遠離固定側帶輪半體42,由此,變速比向OD側連續地變化,相反,通過減少對驅動帶輪36的帶輪油室41供給的液壓而使可動側帶輪半體40遠離固定側帶輪半體39,并且增加對從動帶輪37的帶輪油室44供給的液壓而使可動側帶輪半體43接近固定側帶輪半體42,由此,變速比向LOW側連續地變化。
在帶式無級變速器T的帶輪側壓控制中,除了用于使上述的驅動帶輪36和從動帶輪37的槽寬變化來變更變速比的變速比控制外,還存在用于防止環形帶38相對于驅動帶輪36和從動帶輪37打滑的防打滑控制。最終供給至驅動帶輪36和從動帶輪37的帶輪油室41、44的液壓為用于變速比控制的液壓和用于防打滑控制的液壓的合計值。
當使用于防打滑控制的帶輪側壓增加時,驅動帶輪36和從動帶輪37與環形帶38之間的摩擦力增加,防止了環形帶38打滑,但是,帶輪側壓的增加會導致油泵50的負荷增加,這成為驅動油泵50的發動機E的燃料消耗量增加的原因,因此,需要將帶輪側壓抑制為可防止環形帶38打滑的必要最小限度的大小。
圖2是用于防打滑控制的驅動帶輪36和從動帶輪37與帶輪側壓的控制系統的框圖。執行用于防打滑的帶輪側壓控制的電子控制單元U具備路面摩擦系數計算單元M1、制動力計算單元M2以及帶輪側壓控制單元M3,在路面摩擦系數計算單元M1上連接有驅動輪轉速傳感器Sa、Sa和從動輪轉速傳感器Sb、Sb,在制動力計算單元M2上連接有制動液壓傳感器Sc,在帶輪側壓控制單元M3上連接有油門踏板開度傳感器Sd。
被輸入驅動輪轉速傳感器Sa、Sa所檢測出的驅動輪轉速和從動輪轉速傳感器Sb、Sb所檢測出的從動輪轉速的路面摩擦系數計算單元M1檢測車輛所行駛的路面的摩擦系數。路面摩擦系數的檢測方法為公知的方法,通過比較驅動輪轉速和從動輪轉速來進行。例如在車輛加速行駛時,從動輪轉速取決于車速而不取決于路面摩擦系數,在路面摩擦系數小的冰凍路或碎石道等上,路面摩擦系數減少,與此相應地,驅動輪W、W發生打滑,驅動輪轉速相對于從動輪轉速變大。因此,通過觀測驅動輪轉速相對于從動輪轉速的偏差,能夠檢測出路面摩擦系數的大小。
或者,在路面摩擦系數小的路面上,驅動輪W、W的打滑和打滑結束是以較短的時間間隔反復進行的,與此相應地,車速(從動輪轉速)細微地發生變動,因此,通過觀測從動輪轉速的變動,能夠檢測出路面摩擦系數的大小。
帶輪側壓控制單元M3計算出用于防止環形帶38打滑的必要的基本帶輪側壓。環形帶38的打滑隨著在驅動帶輪36及從動帶輪37與環形帶38之間傳遞的扭矩、即輸入到帶式無級變速器T中的輸入扭矩的增加而產生,由于輸入扭矩基本上追隨油門踏板開度而變化,因此能夠根據油門踏板開度傳感器Sd所檢測出的油門踏板開度計算出基本帶輪側壓。
當路面摩擦系數計算單元M1檢測出低摩擦系數路面時,如果駕駛員松開油門踏板57,則車輛由于發動機制動而轉移至減速行駛狀態,如果駕駛員踩踏制動踏板54,則驅動輪W、W被制動,車輛進一步減速。在這樣的低摩擦系數路面上減速行駛時,從發動機E傳遞來的驅動扭矩和從驅動輪反向傳遞的慣性扭矩輸入到帶式無級變速器T中,因此在驅動帶輪36和從動帶輪37與環形帶38之間產生打滑,驅動輪W、W容易鎖定。
因此,當車輛在低摩擦系數路面上轉移至減速行駛狀態時,帶輪側壓控制單元M3向液壓控制電路發出將規定的側壓增量加上基本帶輪側壓所得到的帶輪側壓輸出的指示,通過該相加得到的帶輪側壓來防止環形帶38打滑。當駕駛員在低摩擦系數路面的行駛中松開油門踏板57并踩踏制動踏板54時,驅動輪W、W的鎖定一般是在駕駛員最初踩踏制動踏板54時發生的,如果在駕駛員最初踩踏制動踏板54時驅動輪W、W沒有鎖定,則即使駕駛員隨后增加制動踏板54的踩踏而提高制動力,也很少會發生鎖定(參照圖3)。
另外,在本實施方式中,在制動力計算單元M2檢測到制動踏板54的踩踏增加時,帶輪側壓控制單元M3減小要加到基本帶輪側壓上的側壓增量,由此,能夠將車輛在低摩擦系數路面上轉移至減速行駛時的帶輪側壓的增量抑制在最小限度,在防止環形帶38的打滑的同時將油泵50的負荷抑制在最小限度(參照圖4)。
圖5示出了帶輪側壓的增量的變化,當在低摩擦系數路面上松開油門踏板57而通過發動機制動使車輛轉移至減速行駛狀態時,與油門踏板開度對應的基本增量被算出。如果在該狀態下踩踏制動踏板54(最初的制動),則基本增量被維持不變。然后,當駕駛員繼最初的制動之后增加制動踏板54的踩踏時,對應于該踩踏增加量的增大,基本增量線性減小。
圖6是示出帶輪側壓的控制的一例的時序圖,在時刻t1路面摩擦系數計算單元M1判定為低摩擦系數路面的狀態下,帶輪側壓控制單元M3所計算的帶輪側壓被控制成追隨油門踏板開度。在時刻t2油門踏板57被松開而轉移至基于發動機制動的減速行駛狀態時,帶輪側壓控制單元M3將規定的側壓增量加到基本帶輪側壓上。在繼油門踏板57的松開操作之后的時刻t3,即使制動踏板54被踩踏而開始最初的制動,規定的側壓增量與基本帶輪側壓的相加仍然保持原樣進行。
在接下來的時刻t4進行制動踏板54的踩踏增加(第1次)時,所述側壓增量對應于該踩踏增加量而減小,然后,在時刻t5進行制動踏板54的踩踏增加(第2次)時,所述側壓增量對應于該踩踏增加量而進一步減小。然后,在時刻t6松開制動踏板54并踩踏油門踏板57時,側壓相加控制結束,恢復至與油門踏板開度對應的基本帶輪側壓。
如上所述,根據本實施方式,如果在路面摩擦系數計算單元M1判定為低摩擦系數路面時車輛轉移至減速行駛狀態,則帶輪側壓控制單元M3使帶輪側壓增加規定的增量,因此,即使是驅動輪W、W容易鎖定的低摩擦系數路面,也能夠抑制帶式無級變速器T的環形帶38打滑,防止驅動輪W、W鎖定,從而避免驅動帶輪36、從動帶輪37和環形帶38的損傷。
另外,如果在減速行駛狀態下制動力計算單元M2檢測出了發生鎖定的可能性低的制動踏板54的踩踏增加,則帶輪側壓控制單元M3減小帶輪側壓的增量,因此能夠在防止因環形帶38的打滑所導致的驅動輪W、W的鎖定的同時將帶輪側壓的增加抑制在最小限度,降低產生帶輪側壓的油泵50的負荷,由此能夠節省驅動油泵50的發動機E的燃料消耗量。
另外,踩踏增加時的制動力的增加量越大,發生鎖定的可能性越低,因此,制動力計算單元M2所檢測出的制動力的增加量越大,帶輪側壓控制單元M3就使帶輪側壓的增量的減小量越大,因此能夠將帶輪側壓的增加抑制在必要的最小限度,進一步降低油泵50的負荷。
另外,如果制動力計算單元M2所檢測出的制動力為零,則帶輪側壓控制單元M3使帶輪側壓的增量為零,因此,在發生鎖定的可能性消失時,不僅能夠快速結束帶輪側壓的相加,進一步降低油泵50的負荷,而且在接下來車輛從加速行駛狀態轉移至減速行駛狀態時通過使帶輪側壓增加規定的增量,能夠抑制環形帶38打滑,防止驅動輪W、W鎖定。
以上,對本發明的實施方式進行了說明,但本發明能夠在不脫離其要點的范圍內進行各種設計變更。
例如,在實施方式中,根據制動液壓傳感器Sc的輸出來檢測驅動輪W、W的制動力的大小,但是,也可以根據制動踏板54的行程傳感器的輸出來進行檢測。
另外,路面摩擦系數的檢測方法和用于帶輪的打滑控制的基本帶輪側壓的計算方法不受實施方式限定。