带式无级变速器的控制装置技术领域
本发明涉及一种带式无级变速器的控制装置,其经由绕挂于驱动
滑轮与从动滑轮之间的传动带进行动力传递,并且通过使传动带的绕
挂半径连续地变化而无级地变更变速比。
背景技术
这种带式无级变速器构成为,通过使传动带绕挂的滑轮的槽宽度
变化,使传动带的绕挂半径变化而无级地设定变速比,通过传动带与
其绕挂的滑轮之间产生的摩擦力来传递转矩。传动带可大致分为金属
带和非金属制带,所述金属带通过例如钢带将被称为构件或块等的多
个金属片捆束成环状而构成,非金属制带以例如橡胶、树脂等为主体
而构成。非金属制带中,橡胶、树脂等相对于滑轮接触,另外并不通
过油对与滑轮的接触部分润滑,因此与金属带相比摩擦系数变大。关
于使用了该非金属制带的带式无级变速器,周知由于非金属制带的摩
擦系数大于金属带,因而滑轮的转速较低,或滑轮的旋转停止的状态
下难以变速或不能变速。
使用了这种非金属制带的带式无级变速器的一例记载在日本特开
2004-116536号公报中。该日本特开2004-116536号公报所记载的带式
无级变速器,具备驱动滑轮、从动滑轮、绕挂于两者之间的非金属制
带、用于变更各滑轮的槽宽度的变速用电动机作为主要的构成要素。
该变速用电动机为直流电流式的电动机(即DC电动机),根据旋转方
向而转速、效率等旋转特性不同。并且构成为,增大带式无级变速器
的变速比时的上述的变速用电动机的转速与减小变速比时的上述的变
速用电动机的转速相比较快。换言之,构成为能够改善减速方向的变
速速度,因此,例如构成为,在带式无级变速器的变速比小的状态下,
在从车辆行驶的状态到因突然的制动操作而使车辆紧急停止的期间,
能够使带式无级变速器的变速比从车辆停止的状态起变速直到能够起
动的变速比。因此,能够改善车辆的再起动性。
使用了非金属制带的带式无级变速器中,由于非金属制带的摩擦
系数与金属带的摩擦系数相比较高,因此与使用金属带的情况相比在
非金属制带与滑轮之间难以产生滑动,另外一般为了变更变速比而需
要滑轮旋转。即,存在转速依赖性。因此,在日本特开2004-116536
号公报所记载的装置中,构成为,在从车辆行驶的状态起直到停止为
止的期间,为了使带式无级变速器的变速比成为车辆能够起动的变速
比,而改善减速方向的变速速度。但是,若增大变速用电动机的转速,
则相应地存在由于消耗能量而车辆的燃耗恶化的可能性。
发明内容
本发明着眼于上述的技术课题而创立,其目的在于,提供一种能
够抑制燃耗的恶化的带式无级变速器。
为了达成上述的目的,本发明的带式无级变速器的控制装置,驱
动滑轮和从动滑轮各自由与旋转轴一体化的固定带轮和能够沿所述旋
转轴的轴线方向移动的可动带轮构成,在这些带轮的相对面上所形成
的锥形面之间绕挂有传动带,构成为通过使所述可动带轮沿所述轴线
方向移动而连续地变更变速比,来变更为了车辆的行驶而由驱动力源
产生的转矩,所述带式无级变速器的控制装置具有包括用于改善所述
驱动力源的能量消耗效率的能量消耗效率改善用变速控制模式在内的
多个变速控制模式,并且能够根据选自这些变速控制模式中的任一种
所述变速控制模式来控制所述变速比的变更,所述带式无级变速器的
控制装置的特征在于,形成为所述从动滑轮的各锥形面的半径方向的
外侧部分的摩擦系数小于所述从动滑轮的各锥形面的半径方向的内侧
部分的摩擦系数,所述带式无级变速器的控制装置具备变速范围设定
单元,该变速范围设定单元在选择了所述能量消耗效率改善用变速控
制模式的情况下,提高使用所述内侧部分进行所述变速比的变更的频
率。
另外,本发明的带式无级变速器的控制装置,在上述发明中,其
特征在于,所述变速范围设定单元包括禁止单元,该禁止单元通过禁
止使用所述外侧部分的变速来提高进行使用所述内侧部分的变速比的
变更的频率。
此外,本发明的带式无级变速器的控制装置,在上述发明中,其
特征在于,所述变速控制模式包括用于所述车辆的标准行驶的标准变
速控制模式,所述变速范围设定单元包括如下单元:使选择了所述能
量消耗效率改善用变速控制模式时所述变速比的变更所使用的区域与
选择了所述标准变速控制模式时所述变速比的变更所使用的区域相比
向较小的变速比侧转移,来提高进行使用所述内侧部分的变速比的变
更的频率。
此外,本发明的带式无级变速器的控制装置,在上述发明中,其
特征在于,所述变速范围设定单元包括仅使用所述内侧部分进行所述
变速比的变更的单元。
并且,本发明的带式无级变速器的控制装置,在上述任一项发明
中,其特征在于,具备:变速控制模式判断单元,判断是否选择了所
述能量消耗效率改善用变速控制模式;及转矩要求判断单元,判断是
否对所述驱动力源要求增大所述转矩,在由所述变速控制模式判断单
元判断为选择了所述能量消耗效率改善用变速控制模式且由所述转矩
要求判断单元判断为对所述驱动力源要求增大所述转矩时,所述变速
控制模式判断单元包括如下所述的单元:即使在选择了所述能量消耗
效率改善用变速控制模式的情况下,也判断为未选择所述能量消耗效
率改善用变速控制模式。
并且,本发明的带式无级变速器的控制装置,在上述发明中,其
特征在于,所述转矩要求判断单元包括如下单元:根据对所述车辆的
加速要求增大或所述车辆正在上坡路行驶而判断是否要求增大所述驱
动力源的转矩。
另外,本发明的带式无级变速器的控制装置,在上述任一项发明
中,其特征在于,所述外侧部分包括在使所述变速比设定为能够使所
述车辆从停止的状态开始起动时绕挂有所述传动带的部分。
一种带式无级变速器的控制装置,其特征在于,上述发明的所述
传动带是非金属制复合带,该非金属制复合带具备对抗从所述带绕挂
槽的槽表面受到的压力的多个金属制的小片、及用于环状地保持这些
小片的树脂制的带子。
根据本发明,形成为从动滑轮的各锥形面的半径方向的外侧部分
的摩擦系数小于所述从动滑轮的各锥形面的半径方向的内侧部分的摩
擦系数。另外,具有变速范围设定单元,该变速范围设定单元在选择
了控制变速比的变更以改善驱动力源的能量消耗效率的能量消耗效率
改善用变速控制模式的情况下,提高使用所述从动滑轮的各锥形面的
内侧部分进行变速比的变更的频率。因此,在选择能量消耗效率改善
用变速控制模式的情况下,能够提高在摩擦系数相对较大的内侧部分
进行变速比的变更的频率。即,由于在摩擦系数较大的内侧部分进行
变速,因此与在摩擦系数较小的外侧部分进行变速的情况相比,能够
减小给予从动滑轮的可动带轮的推力,并且为相对较高的动力传递效
率。并且,由此能够改善驱动力源的能量消耗效率。另外,在外侧部
分,由于如上所述该摩擦系数小于内侧部分的摩擦系数,因此即使在
从动滑轮的转速较低的情况下、从动滑轮的旋转停止的情况下,若变
更从动滑轮的槽宽度,则也能够伴随该槽宽度的变更而使传动带在从
动滑轮的半径方向上滑动而移动。即,能够进行滑动变速。进一步说,
能够不依赖于从动滑轮的旋转而进行变速。此外,在外侧部分,由于
能够使传动带在从动滑轮的半径方向上滑动而变速,所以例如能够提
高使带式无级变速器的变速比增大的减速方向的变速速度。其结果是,
能够防止或抑制车辆紧急制动、或紧急停止时的带的返回不良。
另外,根据本发明,上述的变速范围设定单元包括禁止使用外侧
部分的变速的禁止单元,因此能够提高使用从动滑轮的各锥形面的内
侧部分而进行变速比的变更的频率。其结果是,能够进一步改善驱动
力源的能量消耗效率。
此外,根据本发明,上述的变速范围设定单元包括如下单元:使
选择了能量消耗效率改善用变速控制模式时变速比的变更所使用的区
域与选择了标准变速控制模式时变速比的变更所使用的区域相比向较
小的变速比侧转移,因此能够提高使用所述内侧部分而进行变速比的
变更的频率。
并且,根据本发明,上述的变速范围设定单元包括仅使用从动滑
轮的各锥形面的内侧部分进行变速比的变更的单元。因此,在选择能
量消耗效率改善用变速控制模式的情况下,能够仅使用所述内侧部分
而进行变速比的变更。因此,能够进一步改善驱动力源的能量消耗效
率。
并且,根据本发明,具有:变速控制模式判断单元,判断是否选
择了能量消耗效率改善用变速控制模式;及转矩要求判断单元,判断
是否对驱动力源要求增大转矩。并且,在由变速控制模式判断单元判
断为选择了能量消耗效率改善用变速控制模式且由转矩要求判断单元
判断为对驱动力源要求增大转矩时,上述的变速控制模式判断单元构
成为,即使在选择了能量消耗效率改善用变速控制模式的情况下,也
判断为未选择能量消耗效率改善用变速控制模式。因此,在由变速控
制模式判断单元判断为对驱动力源要求增大转矩的情况下,判断为未
选择能量消耗效率改善用变速控制模式,因此能够使在驱动力源中产
生的转矩增大。即,能够对应于车辆的行驶状态而改善动力性能。
另外,根据本发明,上述的转矩要求判断单元包括上坡路行驶判
断单元,该上坡路行驶判断单元根据在上坡路行驶而判断是否对驱动
力源要求增大转矩。因此,在由变速控制模式判断单元根据正在上坡
路行驶而判断为对驱动力源要求增大转矩的情况下,能够使在驱动力
源中产生的转矩增大。因此,能够确保车辆的上坡路行驶性能。
此外,根据本发明,上述外侧部分包括在对带式无级变速器设定
能够使车辆从停止的状态开始起动的变速比时在从动滑轮的各锥形面
上绕挂有传动带的部分。因此,在由于车辆紧急制动或紧急停止而使
带式无级变速器的变速比增大的情况下,能够使该变速比设定为能够
从车辆停止的状态开始起动的变速比。并且由此,能够确保车辆的起
动性。
而且,此外,根据本发明,即使是使用了非金属制复合带的带式
无级变速器,也能够通过使非金属制复合带在从动滑轮的半径方向上
滑动,换言之,不依赖于滑轮的旋转而进行变速。在使用了非金属制
复合带的带式无级变速器中,能够提高减速方向的变速速度,并且能
够抑制或减少为了变速而给予可动带轮的推力。此外,能够改善非金
属制复合带、带式无级变速器的耐久性。另外例如,如上所述,能够
将车辆紧急制动或紧急停止时的带的返回不良防止于未然或抑制该情
况。因此,在因车辆紧急制动或紧急停止而使带式无级变速器的变速
比增大的情况下,能够使该变速比设定为车辆能够起动的变速比。
附图说明
图1是用于说明本发明的带式无级变速器的控制的一例的流程
图。
图2是示意地表示与节油(ECO)模式对应的基本输入转速计算
映射的图。
图3是示意地表示与标准模式对应的基本输入转速计算映射的
图。
图4是用于说明变速控制的概要的框图。
图5是用于说明本发明的带式无级变速器的控制的另一例的流程
图。
图6是示意地表示从动滑轮的锥形面的构成的一例的图。
图7是示意地表示使本发明的带式无级变速器的变速比减少的状
态的图。
图8是示意地表示使本发明的带式无级变速器的变速比增大的状
态的图。
图9是示意地表示本发明的带式无级变速器的变速比与从动滑轮
的摩擦系数的关系的图。
图10是示意地表示能够应用本发明的车辆的构成的一例的图。
具体实施方式
本发明是以如下带式无级变速器为对象的控制装置,该带式无级
变速器构成为,在驱动滑轮和从动滑轮上绕挂传动带,并且使所述绕
挂半径连续地变化而使变速比变化。这种控制装置具备用于变更变速
比的多个变速控制模式,构成为,根据所选择的变速控制模式来控制
变速比的变更。因此,根据所选择的变速控制模式而车辆的动力性能、
加速特性不同。即,所选择的变速控制模式对产生用于行驶的转矩的
驱动力源的能量消耗效率造成影响。
首先,对上述的带式无级变速器进行说明,其构成为,使在各滑
轮形成的V字状的槽(以下记为带槽)的宽度变化而进行传动带的绕
挂半径的变更。各滑轮由使相互对置的面形成为锥形面的一对带轮构
成。这些一对带轮中的一方的带轮相对于旋转轴(有时也称为滑轮轴)
固定(将其记为固定带轮),另一方的带轮构成为能够以相对于固定
带轮接近/分离的方式沿旋转轴的轴线方向移动(将其记为可动带轮)。
通过上述锥形面形成带槽。
传动带可以为如下所述的带中的任一种,即通过例如钢带将称为
构件或块等的多个金属片捆束成环状而构成的金属带(有时也称为湿
式带)、例如以橡胶、树脂等为主体而构成的非金属制带(有时也称
为干式带)、通过将金属制的小片安装于非金属制带而相比非金属制
带使传递转矩容量增大的非金属制复合带(有时也称为干式复合带)。
本发明中,形成为从动滑轮的各锥形面的半径方向的外侧部分与
内侧部分的摩擦系数不同,例如通过合成树脂制材料形成外侧部分,
通过金属制材料形成内侧部分,由此,能够形成为使外侧部分的摩擦
系数比内侧部分的摩擦系数小。另外例如通过在从动滑轮的各锥形面
的半径方向上从内侧朝向外侧呈放射状地设置狭缝,或在从动滑轮的
各锥形面的半径方向上从外侧朝向内侧阶段性或连续地实施使其粗面
化的表面处理,能够构成为使在绕挂在上述的外侧部分的传动带与锥
形面之间产生的摩擦力比在绕挂在内侧部分的传动带与锥形面之间产
生的摩擦力小。该外侧部分的摩擦系数、摩擦力作为一例设定为如下
的摩擦系数、摩擦力即可:即使在从动滑轮的转速低或旋转停止的情
况下,也能够通过使从动滑轮的可动带轮移动而使带在各带轮的锥形
面滑动而移动的程度的摩擦系数、摩擦力。
通过上述的合成树脂制材料形成外侧部分的情况下,也可以构成
为,该外侧部分的圆周方向的摩擦系数和半径方向的摩擦系数不同。
更具体地说,通过具有作为强化材料的纤维、及作为基体的合成树脂
制材料的纤维强化复合构件形成上述的外侧部分,并使上述的纤维的
取向为滑轮的锥形面的圆周方向或以圆周方向为标准,而能够确保圆
周方向的摩擦系数且减小半径方向的摩擦系数。
关于上述的外侧部分,总之,能够在外侧部分上使传动带伴随带
槽的槽宽度的变化而在锥形面的半径方向上滑动移动即可。该外侧部
分能够设定为包括如下部分在内的范围:在使带式无级变速器的变速
比设定为搭载上述构成的带式无级变速器的车辆能够从停止的状态起
动的变速比的情况下传动带绕挂的部分。此外,上述的表面处理也可
以为目前一般周知的电镀处理、蚀刻处理、喷丸加工等。
上述的驱动滑轮可以为目前一般周知的构成的结构,例如可以构
成为,通过上述的车辆紧急的制动操作而紧急减速或紧急停止的情况
下,减小驱动滑轮的传动带的绕挂半径。即,可以构成为,在具备上
述的带式无级变速器的车辆紧急减速或紧急停止的情况下,使带式无
级变速器的变速比预备车辆停止后的起动而增大。
上述的带式无级变速器具备用于对变速比的变更进行电气控制的
电子控制装置,该电子控制装置具有包括能量消耗效率改善用变速控
制模式在内的多个变速控制模式,所述能量消耗效率改善用变速控制
模式控制带式无级变速器的变速比以改善产生用于车辆的行驶的驱动
力的驱动力源的能量消耗效率。
然而,由于如上述形成的外侧部分的摩擦系数较小,因此在使用
外侧部分执行变速的情况下,需要使给予可动带轮的推力增大。特别
是在选择了上述的能量消耗效率改善用变速控制模式的情况下,若使
用外侧部分而执行变速,则存在驱动力源的能量消耗效率下降的可能
性。因此,本发明中,构成为,在选择了能量消耗效率改善用变速控
制模式的情况下,提高在具有相对较大的摩擦系数的上述的内侧部分
进行变速的频率。
因此,根据本发明,在选择了上述的能量消耗效率改善用变速控
制模式的情况下,由于在从动滑轮的内侧部分进行变速控制的频率提
高,因此能够抑制或减小为了变速而给予可动带轮的推力,由此能够
改善驱动力源的能量消耗效率。
更具体地说明的话,图10中示意地示出能够应用本发明的车辆的
构成的一例。图10所示的车辆的驱动力源是内燃机、电动机或将它们
组合后的机构等目前周知的构成的驱动力源,图10中示出了搭载内燃
机(发动机)1的例子。在该发动机1的输出侧设有具备锁止离合器的
转矩转换器、前进后退切换机构等的传动机构2。虽然详细情况并未图
示,但带锁止离合器的转矩转换器可以具有与目前周知的结构相同的
结构。前进后退切换机构用于对将输入的转矩直接输出的前进状态和
使输入的转矩的朝向反转而输出的后退状态进行切换,作为一例,可
以为以双小齿轮型的行星齿轮机构为主体而构成的结构。
在传动机构2的输出侧设有带式无级变速器3,传动机构2的输
出轴和带式无级变速器3中的驱动滑轮4的滑轮轴5以能够进行动力
传递的方式连结。带式无级变速器3具备传动带6绕挂的驱动滑轮4
和从动滑轮7,各滑轮4、7都具备固定带轮4a、7a和可动带轮4b、7b。
上述的固定带轮4a、7a和可动带轮4b、7b的相互对置的面为锥形面,
通过使它们的相对面的间隔变化,规定的间隔的位置即与传动带6的
宽度一致的位置沿半径方向变化。换言之,通过这些锥形面形成带槽。
传动带6可以为如下带中的任一种:通过例如钢带将称为构件或
块等的多个金属片捆束成环状而构成的金属带(有时也称为湿式带)、
例如以橡胶、树脂等为主体而构成的树脂制的带即非金属制带(有时
也称为干式带)、通过将称为块的金属制的小片安装于非金属制带而
相比非金属制带使传递转矩容量增大的非金属制复合带(有时也称为
干式复合带)。。此处所示的例子中,对使用非金属制复合带作为传
动带6的情况进行说明。虽然详细情况并未图示,但构成为,非金属
制复合带绕挂于滑轮4、7时,上述多个块与滑轮4、7的带槽抵接,
并且对抗从带槽的槽表面受到的压力,上述多个块被上述树脂制的带
子保持为环状。
块通过例如在钢、铝合金等金属制的板片状的构件上涂敷树脂等
而形成。另外,也能够以高强度的合成树脂等为材料而一体地形成于
树脂制的带子。并且,块的带宽度方向上的左右的侧面成为锥形面,
与滑轮4、7的带槽抵接。
驱动滑轮4和从动滑轮7在图10所示的例子中,固定带轮4a、7a
和可动带轮4b、7b的相对位置左右相反,但基本的构成相同。对各滑
轮4、7的构成进一步说明,固定带轮4a与滑轮轴5形成一体,固定带
轮7a与滑轮轴8形成一体。滑轮轴5如上所述,经由传动机构2与发
动机1的输出轴以能够传递动力的方式连接,因此,构成为输入由发
动机1产生的动力。各滑轮轴5、8向固定带轮4a、7a的锥形面侧延伸。
可动带轮4b、7b可沿轴线方向移动地安装于上述滑轮轴5、8,可动带
轮4b的锥形面相对于驱动滑轮4的固定带轮4a的锥形面对置,可动带
轮7b的锥形面相对于从动滑轮7的固定带轮7a的锥形面对置。
在可动带轮4b、7b的背面侧设有液压室4c、7c,该液压室4c、
7c按压可动带轮4b、7b以产生使可动带轮4b、7b相对于固定带轮4a、
7a移动的推力,或产生夹压传动带6的夹压力。各滑轮4、7与传动带
6之间的转矩的传递通过在它们之间产生的摩擦力而进行,因此带式无
级变速器3中的传递转矩容量成为对应于液压室4c、7c的液压的容量。
另外,构成为,通过适宜控制向液压室4c、7c供给的液压,而使变速
比阶段性地变化或连续地变化。关于该变速比的变更,预先准备与基
于油门操作的油门开度或节气门开度、车速等车辆的状态对应而决定
要求驱动力、变速比、目标发动机转速等的映射,根据该映射而执行
变速控制。另外,构成为,根据车速、油门开度或节气门开度等车辆
状态而算出目标输出,由该目标输出和最适燃耗线等求出目标发动机
转速,执行变速控制以成为该目标发动机转速。
这种变速控制还构成为,能够选择上述的燃耗优先的控制(节油
模式)、使驱动力增大或改善加速特性的控制(动力模式)、或标准
的变速控制(标准模式)等。例如,节油模式是以相对低的车速执行
升档的控制或相对地在低的车速侧使用高速侧变速比的控制,另外动
力模式是以相对高的车速执行升档的控制或相对地在高的车速侧使用
低速侧变速比的控制。这种变速控制能够切换变速映射、校正驱动要
求量、或校正算出的变速比而进行。
设有用于适宜地控制向上述的液压室4c、7c供给的液压的液压控
制装置9。该液压控制装置9构成为,进行电气控制而相对于上述的各
液压室4c、7c供给控制液压。特别是虽然未图示,但液压控制装置9
例如具备被电气控制而向液压室4c、7c供给液压源产生的液压的液压
供给用电磁阀、及被电气控制而将液压室4c、7c的液压向排放部位排
出的液压排出用电磁阀。因此,液压控制装置9构成为通过对各电磁
阀进行电气控制而对各液压室4c、7c供给控制液压。
设有通过对该液压控制装置9输出指令信号而对液压控制装置9
进行电气控制的电子控制装置(ECU)10。ECU10中,预先存储有上
述的各种映射,并且输入以下数据作为控制数据:例如来自车轮速传
感器等检测车速的传感器、检测车辆的加速度的加速度传感器、检测
油门开度传感器等的加速要求的传感器、检测控制对发动机1的吸气
量的节气门的开度的节气门传感器、用于切换车辆的行驶模式即上述
的变速控制模式的模式设定开关的模式设定信号、从导航系统取得的
包括道路的拥堵信息在内的交通信息、道路坡度以及车辆的当前位置
信息等行驶道路信息、与行驶预定道路有关的数据(即行驶环境信息)
等。另一方面,构成为从ECU10输出变更控制对发动机1的吸气量的
节气门的开度及燃料喷射量等的控制信号、用于变更带式无级变速器3
的变速比的对液压控制装置9的指令信号等,因此,ECU10构成为,
例如根据所选择的变速控制模式进行发动机1的转速及发动机1的输
出转矩以及带式无级变速器3的变速控制。
并且,与从动滑轮7一体化的滑轮轴8经由反转齿轮单元11与差
速器12连结,构成为从该差速器12向左右的驱动轮13、14分配并传
递动力。
上述的车辆虽然并未特别图示,但具备防抱死制动系统(ABS)、
牵引控制系统、统一控制这些系统的车辆稳定性控制系统(VSC)等作
为用于使车辆的行驶状况或姿势稳定化的系统。这些系统是目前周知
的系统,构成为,根据车体速度与车轮速度的偏差而降低施加于驱动
轮13、14的制动力或给予制动力,进而与此同时控制发动机转矩,由
此防止或抑制驱动轮13、14的锁死、滑移而使车辆的行驶状况稳定。
另外,设有上述的导航系统、模式设定开关。该模式设定开关是用于
例如驾驶者通过手动操作选择车辆的动力性能或加速特性及悬架特性
等与车辆的行驶状况有关的特性的开关,作为由此选择的模式,除了
上述的用于优选燃耗而行驶的省燃耗模式(节油模式)、使驱动力增
大或改善加速特性的动力模式、处于标准行驶模式并进行相对缓慢的
加速且柔和地设定悬架的标准模式以外,还可举出在雪道等轮胎容易
滑移的路面上行驶的情况下控制驱动转矩以抑制轮胎滑移的雪地模
式、加速性优良且稍硬地设定悬架的运动模式等。
上述的车辆也可以具备能够使上坡性能、加速性能或转弯性等行
驶特性变化的四轮驱动机构(4WD)。
图6中示意地表示从动滑轮的锥形面的构成的一例。形成为,与
在固定带轮7a的锥形面的半径方向上的内侧部分的摩擦系数μ1、在内
侧部分产生的摩擦力相比,外侧部分的摩擦系数μ2、在外侧部分产生
的摩擦力较小(μ1>μ2)。例如,通过合成树脂制材料形成外侧部分,
通过金属制材料形成内侧部分,由此能够使外侧部分的摩擦系数μ2比
内侧部分的摩擦系数μ1小。另外例如能够构成为,通过在从动滑轮7
的各锥形面的半径方向上从内侧朝向外侧呈放射状地设置狭缝,或在
从动滑轮7的各锥形面的半径方向上从外侧朝向内侧阶段性或连续地
实施使其粗面化的表面处理,使在绕挂于外侧部分的传动带6与锥形
面之间产生的摩擦力小于在绕挂于内侧部分的传动带6与锥形面之间
产生的摩擦力。该外侧部分的摩擦系数μ2、摩擦力作为一例为如下程
度:即使在从动滑轮7的转速低或旋转停止的情况下,也能够通过使
从动滑轮7的可动带轮7b移动而使传动带6滑动移动。上述的表面处
理可以为目前一般周知的电镀处理、蚀刻处理、喷丸加工等。
在通过上述的合成树脂制材料形成外侧部分的情况下,也可以构
成为该外侧部分的圆周方向的摩擦系数与半径方向的摩擦系数不同。
更具体地说,通过具有作为强化材料的纤维、及作为基体的合成树脂
制材料的纤维强化复合构件形成外侧部分,并使上述的纤维的取向为
滑轮的锥形面的圆周方向或以圆周方向为标准,而能够确保圆周方向
的摩擦系数且减小半径方向的摩擦系数。即,能够防止滑轮的圆周方
向的带滑动,而实现滑轮的半径方向的滑动变速。
关于上述的外侧部分,总之,能够使绕挂于外侧部分的传动带6
伴随带槽的槽宽度的变化而在锥形面的半径方向上滑动移动即可。该
外侧部分作为一例能够设定为包括如下部分的范围:在使如上所述构
成的带式无级变速器3的变速比设定为搭载该带式无级变速器3的车
辆能够从停止的状态起动的变速比的情况下,传动带6与从动滑轮7
的各锥形面接触的部分。图6中,从动滑轮7的各锥形面上,用假想
线表示摩擦系数、摩擦力切换的切换半径Rc,相比该切换半径Rc靠
滑轮轴8侧为上述的内侧部分,通过在内侧部分绕挂传动带6而传递
转矩的状态可以说是车辆的增速状态。相对于此,相比切换半径Rc靠
外侧为上述的外侧部分,通过在外侧部分绕挂传动带6而传递转矩的
状态可以说是车辆的减速状态。在此处,在切换半径Rc上绕挂传动带
6时的变速比可以说是切换变速比γc。
接着,对上述构成的带式无级变速器3的作用进行说明。图7中,
示意地表示使本发明的带式无级变速器的变速比减少的状态。如图7
所示,在使带式无级变速器3的变速比减少的状态下,换言之,在车
辆的增速状态下,对驱动滑轮4的可动带轮4b以相对于固定带轮4a
接近的方式给予推力。并且,通过可动带轮4b与固定带轮4a接近,带
槽的宽度变窄,传动带6在半径方向上被向外侧推出,传动带6的绕
挂半径增大。另一方面,从动滑轮7上,传动带6使固定带轮7a和可
动带轮7b的间隔、即带槽的宽度扩宽,传动带6的绕挂半径减少。
这样在车辆的增速状态下,传动带6在从动滑轮7的半径方向上
与内侧部分接触。从动滑轮7的各带轮7a,7b在这种增速状态下,以
与应在其内侧部分传递的转矩容量对应的载荷夹压传动带6。驱动滑轮
4中,通过从动滑轮7的带夹压力,各带轮4a、4b以传动带6的绕挂
半径不变化的方式夹压传动带6。
并且,处于上述的增速状态的车辆通过紧急的制动操作而紧急减
速或紧急停止时,带式无级变速器3的变速比预备车辆停止后的起动
而增大。即进行降档。具体而言,在驱动滑轮4中,用于对可动带轮
4b给予推力的液压室4c的液压减小,以使可动带轮4b远离固定带轮
4a。其结果是,驱动滑轮4中,传动带6扩宽带槽的宽度,传动带6
在驱动滑轮4的半径方向上从外侧部分朝向内侧部分移动,而其绕挂
半径减少。
另一方面,从动滑轮7上,通过增大液压室7c的液压而对可动带
轮7b给予推力,可动带轮7b朝向固定带轮7a接近。并且由此使从动
滑轮7上的带槽的宽度变窄时,传动带6在从动滑轮7的各锥形面的
半径方向上从内侧部分朝向外侧部分移动而其绕挂半径增大。传动带6
到达外侧部分时,传动带6在外侧部分上滑动移动。其结果是,减速
方向的变速速度增大。进一步说,即使在伴随车辆的紧急减速或紧急
停止而从动滑轮7的旋转停止或其转速低的情况下,若传动带6到达
外侧部分,则在外侧部分,也能够使传动带6在从动滑轮7的半径方
向上朝向外侧滑动移动。因此,能够使带式无级变速器3的变速比成
为车辆能够起动的变速比。另外,如上所述传动带6在从动滑轮7的
半径方向上朝向外侧滑动移动的情况下,可动带轮7b以追随传动带6
的移动的方式向固定带轮7a侧移动。
图8中示意地示出使本发明的带式无级变速器的变速比增大的状
态。如图8所示,在使带式无级变速器3的变速比增大的状态下,换
言之,在搭载了带式无级变速器3的车辆的减速状态下,传动带6与
从动滑轮7的各锥形面的外侧部分接触。在这种增速状态下,对从动
滑轮7的可动带轮7b给予推力,以产生与在车辆起动时应传递的转矩
容量对应的带夹压力。
图9中示意地示出本发明的带式无级变速器的变速比与从动滑轮
的摩擦系数的关系。如图9所示,另外,如上所述,在车辆的增速状
态下,传动带6为了传递转矩而接触的从动滑轮7的内侧部分的摩擦
系数μ1相对变大,相对于此在车辆的减速状态下,传动带6为了传递
转矩而接触的从动滑轮7的外侧部分的摩擦系数μ2相对变小。因此,
在搭载了本发明的带式无级变速器3的车辆中,传动带6与外侧部分
接触而传递转矩的情况下,控制液压控制装置9以使可动带轮7b的推
力增大。具体而言,例如在改善成为上述的增速状态的车辆的动力性
能、加速特性的情况下,若超过切换半径Rc而向减速侧变更变速比,
则为了在外侧部分避免传动带6滑动,以使给予可动带轮7b的推力增
大的方式控制液压控制装置9。但是,若使给予可动带轮7b的推力增
大,则有可能因相应地消耗能量而导致发动机1的能量的消耗效率即
燃耗恶化。
本发明中,构成为,在车辆的减速状态下,通过以使给予从动滑
轮7的可动带轮7b的推力增大的方式控制液压控制装置9,防止滑动
变速、带滑动。另外,本发明中,构成为,在选择节油模式的情况下,
提高使用从动滑轮7的各锥形面的内侧部分而进行变速控制的频率,
或仅使用内侧部分而进行变速控制。
图1中示出用于说明本发明的带式无级变速器的控制的一例的流
程图。首先,读入当前时点的车速及节气门开度或油门踏板的踏入量
即油门开度、以及来自模式选择开关的模式选择信号,并且从导航系
统读入道路坡度、车辆的当前位置信息等行驶道路信息、与行驶预定
道路有关的数据等(步骤S1)。在使用电子节气门作为节气门的情况
下,读入与油门开度对应的电子节气门的开度。即,这是因为电子节
气门构成为通过对应于油门开度被电气控制而动作的促动器进行开闭
动作,且调整开度。继续上述的步骤S1的控制,判断是否由模式选择
开关选择了节油模式(步骤S2)。该步骤S2中,也可以构成为,判断
在上述的步骤S1中读入的模式选择信号是否是与节油模式对应的选择
信号。
在由于选择了节油模式而在步骤S2中作出肯定的判断的情况下,
选择与上述的带式无级变速器3对应且用于基于车速、节气门开度等
算出相对于带式无级变速器3输入的基本输入转速(NINB)的映射(步
骤S3)。该映射是用于算出与节油模式对应的基本输入转速的映射,
在图2中示意地示出。该节油模式用的映射如图2所示,在切换变速
比γc与最小变速比γmin之间设定与基本输入转速(NINB)和车速对
应的各节气门开度,成为偏向高车速侧的映射。在此处,基本输入转
速(NINB)基于例如当前时点的车速及节气门的开度等算出,是相对
于带式无级变速器3输入的输入转速、即发动机转速的最终目标值。
基于该算出的输入转速的车速是变化的,且相对于节气门开度的变化
存在不可避免的响应延迟,因此上述的基本输入转速是变量。因此,
如上所述算出的基本输入转速(NINB)只是当前时点的最终目标值。
与此相反,在由于未选择节油模式而在步骤S2中作出否定的判断
的情况下,例如由于由模式设定开关选择了标准模式、动力模式等而
在步骤S2中作出否定的判断的情况下,选择用于与该被选择的标准模
式或动力模式等对应而算出基本输入转速的映射(步骤S4)。图3中
示意地示出与标准模式对应的基本输入转速计算映射,在选择了标准
模式的情况下,选择图3所示的映射。在由于选择动力模式而在步骤
S2中作出否定的判断的情况下,选择用于与动力模式对应而算出基本
输入转速的映射(未图示)。因此,上述的步骤S2可以说是用于选择
性地切换与由模式选择开关选择的模式对应的映射的控制步骤。在此
处,若将上述的图2及图3所示的各映射进行对比,则图2所示的节
油模式用映射与图3所示的标准模式用的映射相比,使用相对小的变
速比侧而算出基本输入转速(NINB)。即,可以说是映射自身向相对
小的变速比侧转移。
继续步骤S3或步骤S4的控制,基于在这些步骤S3或步骤S4中
选择的映射算出基本输入转速(NINB)(步骤S5)。具体而言,在步
骤S3中选择了图2所示的映射的情况下,使用节油模式用的映射基于
车速及节气门开度等算出基本输入转速(NINB)。节油模式用的映射
相比切换变速比γc向增速侧的变速比区域转移。因此,通过将这样算
出的基本输入转速(NINB)使用于之后的控制中,能够提高使用了从
动滑轮7的各锥形面的内侧部分的变速的频率,或仅使用内侧部分而
进行变速控制。另一方面,在步骤S4中,例如选择了与图3所示的标
准模式对应的映射的情况下,基本输入转速(NINB)使用上述的映射
而基于车速及节气门开度等算出。这是所谓的通常的控制流程。
然后,暂时结束该例程,使用如上所述算出的基本输入转速
(NINB)来执行变速控制。图4中示出用于说明变速控制的概要的框
图。首先,基于图1所示的控制流程算出基本输入转速(NINB)(框
B11),使用该基本输入转速(NINB)和目标输入转速的计算所利用
的映射而算出目标输入转速(NINT)(框B12)。图4的框B12中示
出目标输入转速的计算所利用的映射。在此处,目标输入转速(NINT)
是指,为了使带式无级变速器3的滑轮轴5的转速与作为最终目标值
的基本输入转速(NINB)一致,例如为作为在使变速控制开始后的各
时点应到达的驱动滑轮4的滑轮轴5的转速而设定的目标值。
接着,读入目标输入转速(NINT)、当前时点的滑轮轴5的实际
转速即实际输入转速(NIN)、当前时点的滑轮轴8的实际转速即实际
输出转速(NOUT),基于这些算出反馈控制量(框B13)。具体而言,
为了使作为控制对象的滑轮轴5的转速与目标输入转速(NINT)一致,
而算出当前时点的实际输入转速(NIN)与目标输入转速(NINT)的
偏差即控制量。另外同时,也可以由实际输入转速(NIN)和实际输出
转速(NOUT)算出实际变速比,基于上述的偏差和实际变速比算出为
了使滑轮轴5的转速(NIN)与目标输入转速(NINT)一致而应从液
压控制装置9对液压室4c、7c供给的液压。然后,基于这样算出的控
制量,操作变速控制阀并执行变速控制(框B14)。具体而言,通过从
液压控制装置9向液压室4c、7c供给如上所述算出的液压而变更变速
比,使滑轮轴5的转速(NIN)与目标输入转速(NINT)一致。
根据如上所述构成的带式无级变速器3,从动滑轮7的各锥形面
的半径方向的外侧部分的摩擦系数μ2、在外侧部分产生的摩擦力比内
侧部分的摩擦系数μ1、摩擦力小,且该摩擦系数μ2、摩擦力成为传动
带6能够滑动变速的程度,因此即使在从动滑轮7的转速低的情况下、
从动滑轮7的旋转停止的情况下,若变更从动滑轮7的槽宽度,则也
能够伴随该槽宽度的变更而使传动带6在从动滑轮7的半径方向上滑
动移动。即,能够进行滑动变速。因此,能够防止或抑制车辆紧急制
动或紧急停止时的带的返回不良。另外,若如参照图1~图4所说明的
那样进行控制,则在选择了节油模式的情况下,能够提高在内侧部分
进行变速比的变更的频率,或仅使用内侧部分进行变速比的变更。其
结果是,能够减小给予从动滑轮7的可动带轮的推力,并且能够实现
相对高的动力传递效率。并且,由此能够改善发动机1的燃耗、防止
或抑制燃耗的恶化。
然而,车辆所要求的驱动力根据包括道路的拥堵状况、道路坡度
在内的行驶环境等而各不相同。因此,优选车辆的动力性能、加速特
性等根据车辆的各种要因而不同。图5中示出用于说明该控制的一例
的流程图。图5所示的控制例是对图1所示的控制例进行改良后的控
制例,因此在图5中对于与图1相同的控制步骤,标注与图1相同的
标号而省略其说明。
继续前述的图1中的步骤S2的控制,判断是否正在上坡路上行驶
(步骤S6)。与行驶道路有关的信息能够从上述的导航系统取得,能
够基于取得的各种信息进行步骤S6的判断。另外,总之,该步骤S6
的判断为是否存在发动机1中产生的转矩的增大、使车辆的动力性能
或加速特性增大的要求的判断,因此,也可以构成为在该步骤S6中判
断是否要求例如阈值以上的驱动力。因在上坡路上行驶而在步骤S6中
作出肯定的判断的情况下,即作为存在对车辆要求使动力性能、加速
特性增大的情况而作出肯定的判断的情况下,向上述的步骤S4前进,
选择与标准模式或动力模式等对应的映射而进行现有的控制。与此相
反,因不在上坡路上行驶而作出否定的判断的情况下,即作为不存在
对车辆要求使动力性能、加速特性增大的情况而作出否定的判断的情
况下,向上述的步骤S3前进,选择节油模式用映射而进行现有的控制。
因此,根据图5所示的控制,即使在选择了节油模式的情况下,
判断为因正在上坡路上行驶而要求增大驱动力时,由于选择了与标准
模式、动力模式对应的变速映射,因此能够使驱动力增大。因此,能
够确保车辆的动力性能、加速特性,由此能够确保上坡路行驶性能。
此处若对上述的具体例和本发明的关系进行简单说明,则执行图
1所示的步骤S2的控制的功能性单元相当于本发明的变速控制模式判
断单元,执行步骤S3~步骤S8的控制的功能性单元相当于本发明的变
速范围设定单元及禁止单元,执行步骤S6的控制的功能性单元相当于
转矩要求判断单元及上坡路行驶判断单元。