CN100363648C - 用于皮带型无级变速器的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种用于控制皮带型无级变速器的控制系统，皮带型无级变速器具有向其施加皮带、能够改变槽宽的皮带轮，其中皮带轮设置有馈送油压的油室，使得皮带轮夹紧皮带，其中根据槽宽的变化改变油室的容积，其中根据目标油压和实际油压之间的偏差控制油室中的油压，该控制系统包括：受压容积变化检测装置，用于检测油室的容积的变化；和油压控制内容改变装置，用于根据容积的变化来改变反映油室的油压控制的偏差的程度。

Description

用于皮带型无级变速器的控制系统

技术领域

本发明总体涉及一种皮带型无级变速器，其中通过改变运用于具有可变槽宽的主动皮带轮和从动皮带轮的皮带的有效运行半径来连续改变变速比。更具体地说，本发明涉及一种无级变速器的控制系统。

背景技术

在现有技术中，已知通过在发动机的输出侧设置无级变速器，和通过连续控制无级变速器的传动比来最优化发动机的运行状态。作为这种无级变速器，皮带型无级变速器和环形无级变速器在本领域是公知的。在皮带型无级变速器中，通过皮带和各个皮带轮之间接触面形成的摩擦力来传递转矩。因此，皮带和各个皮带轮之间的接触压力保持为对应于输入转矩(即，转矩容量(torque capacity))的摩擦力。具体地说，通过用可移动滑轮和固定滑轮夹紧皮带来保证接触压力，以在皮带上施加张力。

通过提高用于夹紧皮带的夹紧压力来增大变速器转矩(即，转矩容量)，可以避免皮带打滑。但是，如果夹紧压力过高，就会降低无级变速器中的功率传递效率，功耗增大，以形成高油压。出于这个原因，一般尽可能低地将夹紧压力设定到不出现皮带打滑的程度，并根据发动机负载的变化来改变。

在皮带型无级变速器中通过改变各个皮带轮的槽宽来进行变速。因此，负载(即，推力)沿轴向施加到各个皮带轮上，以进行变速，同样，形成夹紧压力的负载(即，推力)也是如此。因此，根据现有技术，在控制给主动皮带轮的操作油的馈送量时，通过施加用于设定夹紧压力的油压给从动皮带轮和通过施加油压给主动皮带轮，任意设定变速比，其中主动皮带轮能够针对施加给从动皮带轮的油压而保持夹紧力。具体地说，分别在主动皮带轮和从动皮带轮中设置油室(oilchamber)，通过控制馈送到主动皮带轮油室的操作油量和通过控制施加给从动皮带轮油室的油压，无级(steplessly)调整皮带型无级变速器中的变速比。

这种皮带型无级变速器的一个示例在日本未决公开专利No.1994-207658中公开。在日本未决公开专利No.1994-207658中公开的皮带型无级变速器中，反馈控制涉及皮带张力的油压(即，油管压力(linepressure))。当进行反馈控制时，要考虑油管压力中的变化延迟，换句话说，目标油管压力和实际油管压力之间的偏差。

而且，在日本未决公开专利1997-280361中，公开了一种通过使用从动皮带轮的油压(即，油管压力)的目标值来进行油管压力的反馈控制的系统，其中，从动皮带轮在变速时根据主动皮带轮的油压(即，变速压力或初始压力)的目标值来校正。

而且，在日本未决公开专利No.1988-269745中，公开了一种系统，当对皮带轮的油压执行反馈控制时，这种系统根据变速比的变化率来改变反馈控制的控制增益。而且，在日本未决公开专利No.1994-240331中公开了一种系统，当油管压力稳定时进行油管压力的反馈控制，当油管压力变化时进行油管压力的前馈控制。

在由上述公开教导的发明中，在皮带型无级变速器中的皮带轮的油压(即，油管压力)根据各种结构被适当地反馈控制。因此，提高了实际油管压力与目标油管压力的集中和变速瞬间油管压力控制的控制精度。

同时，在现有技术的皮带型无级变速器的控制系统中，在变速时，由于各个皮带轮的可移动滑轮的位移而改变了各个皮带轮中的油室的受压容积(pressure-receiving capacity)。因此，压力变化影响施加到油室的油压，暂时改变实际油压。但是，上述公开提出的所有发明没有考虑由在变速时油室的受压容积变化所产生的油压变化。因此，在进行油压反馈控制的情况下，实际油压与目标值的跟随能力会降低。

更具体地说，在皮带型无级变速器中，通过改变一个施加皮带的皮带轮之一(例如，主动侧皮带轮)的槽宽以改变另一个皮带轮(例如，从动侧皮带轮)的槽宽来进行变速。而且，通过将油压馈送到另一个皮带轮中的油室，皮带的夹紧压力设定为预定压力。出于这个原因，由于通过馈送操作油到主动侧皮带轮中的油室/从中排放操作油而实现的变速，改变从动侧油室的容积。因此，从动侧油室的受压容积的变化影响对夹紧压力的控制。在这种情况下，通过前馈控制可以控制用于形成夹紧压力的油室的油压。但是，油压设定得相对较高，以便提高实际油压与目标值的跟随能力。这可增大功率损失和降低耐久力。为了解决这些问题，可以进行油压的反馈控制。但是，在这种情况下，因为受压容积的变化影响控制精度或目标跟随能力，为了精确地进行压力控制，需要技术改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制系统，其即使在由于变速等而改变受压容积的时候也能够适当地控制施加到皮带轮上的油压。更具地说，本发明的目的是当进行对用于夹紧皮带的夹紧压力的反馈控制时，通过尽可能消除致动器的受压容积的变化所产生的干扰影响，精确地控制用于形成夹紧压力的压力。

因此，根据本发明，提供了一种用于控制皮带型无级变速器的控制系统，其具有向其施加皮带、能够改变槽宽的皮带轮，其中皮带轮设置有向其馈送油压的油室，使得皮带轮夹紧皮带，其中根据槽宽的变化来改变油室的容积，其中根据目标油压和实际油压之间的偏差来控制油室中的油压，包括：检测装置，用于检测油室的容积的变化；和改变装置或改变设备，用于根据容积的变化来改变反映油室的油压控制偏差的程度。油室的容积的变化是由变速产生的状态量变化的一个示例。

本发明的油压控制包括根据反馈增益反映油压的控制量偏差的反馈控制，且油压控制内容的变化包括根据容积的变化来增大反馈增益的控制。

而且，本发明的油压控制包括这样的反馈控制，其中与偏差的积分成比例的积分项(integral term)包括在控制量的计算中，和油压控制内容的变化包括根据容积的变化抑制积分项变化的控制。

另一方面，本发明的控制系统运用于皮带型无级变速器，皮带型无级变速器具有向其施加皮带、能够改变槽宽的皮带轮，其中皮带轮设置有馈送油压的油室，使得皮带轮夹紧皮带，其中根据目标油压和实际油压之间的偏差来控制油室中的油压。本发明的控制系统包括：变速检测装置或变速检测设备或检测器，用于检测变速比的变化；和改变装置或设备，用于根据变速比的变化来改变反映对油室的压力控制的偏差的程度。油室的容积的变化是由变速所产生的状态量变化的一个示例。

在该控制系统中，油压控制包括反馈控制，其包括用于根据反馈增益来反映油压控制量的偏差的比例运算和用于反映油压控制量的偏差的积分的积分运算中的任何一种；和用于改变油压的控制内容的改变装置或改变设备设置成根据变速比的变化来增大反馈增益，或抑制由积分运算造成的积分项的变化。具体地说，设置积分抑制装置或积分抑制设备。这种积分抑制设备是在状态量的变化达到或超过预设值的情况用于中断(suspend)积分项的累积的中断装置。而且，可以设置用于保持中断积分时的积分值和用于用保持的值进行反馈控制的保持装置。

根据本发明，如果油室的容积或变速比的变化率或变化量大于预定参考值，可以在抑制积分项的值的情况中，将积分项固定为预设值。具体地说，设置固定装置或固定设备。保持的值可以是补充目标油压和实际油压之间的偏差的非线性特性的值。

运用本发明的皮带型无级变速器包括目标油压和实际油压之间的偏差显示非线性特性的变速器。在这种情况下，固定积分项的值的预设值可以是补充非线性特性的值。该值可以源自预备的模拟或试验。

运用本发明的皮带型无级变速器是这样一种变速器，其包括：由向其施加皮带、能够改变槽宽的皮带轮和它的槽宽根据所述皮带轮的槽宽变化而改变的另一个皮带轮组成的至少一对皮带轮；其中另一个皮带轮设置油室。

因此，根据本发明，在根据目标油压和实际油压之间的偏差来控制施加到皮带型无级变速器的皮带轮中的油室中的油压的情况下，根据油室的受压容积的变化来改变反映对油室的油压控制的偏差的程度。因此，即使由于变速而使油室的受压容积变化，也可以适当地控制待施加到皮带轮上的油压，和通过防止或抑制实际油压与目标油压的过冲(overshoot)或下冲(undershoot)，可以避免实际油压与目标油压的跟随能力的下降。

而且，根据本发明，在根据目标油压和实际油压之间的偏差来对施加给油室的油压进行反馈控制的情况下，根据油室的受压容积变化来增大反馈控制的反馈增益。具体地说，设置增大设备。反馈控制包括确定与偏差成比例的控制量的比例运算。反馈增益可以是比例运算的增益。因此，即使在由于变速等导致油室的受压容积的变化而使偏差变大的时候，反馈增益也会增大，使得控制的响应增强。结果，可以适当地反馈控制施加到皮带轮上的油压，由此避免实际油压与目标油压的跟随能力下降。

而且，根据本发明，在根据目标油压和实际油压之间的偏差来对施加给油室的油压进行反馈控制的情况下，根据油室的受压容积抑制积分项的变化。换句话说，限制积分项的累积。因此，由变速等造成的油室的受压容积的变化不直接反映在反馈控制上，因而可以适当地反馈控制施加到皮带轮上的油压。结果，通过防止或抑制实际油压与目标油压的过冲或下冲，可以避免实际油压和目标油压的跟随能力下降。

根据本发明，另一方面，在根据目标油压和实际油压之间的偏差控制油室的油压的情况下，根据变速比的变化来改变反映对油室的油压控制的偏差的程度。这种改变可以通过提供用于校正偏差或反馈增益的校正参数盒改变该校正参数来进行。因此，在变速瞬间，可以适当地控制施加到皮带轮上的油压。结果，通过防止或抑制实际油压与目标油压的过冲或下冲，可以避免实际油压和目标油压的跟随能力下降。

而且，根据本发明，在根据目标油压和实际油压之间的偏差来反馈控制油室的油压的情况下，根据变速比的变化，增大反馈控制的例如比例增益的反馈增益或抑制积分项的变化。因此，在变速的瞬间，可以适当地反馈控制施加到皮带轮上的油压。结果，通过防止或抑制实际油压与目标油压的过冲或下冲，可以避免实际油压和目标油压的跟随能力下降。

而且，根据本发明，在油室的容积的变化或变速比的变化明显的情况下，用于反馈控制油室的实际油压的积分项的值固定为预设值。因此，可以抑制对实际油压和目标油压之间偏差的变化的影响。结果，通过防止或抑制油压控制量的过冲或下冲，可以避免实际油压和目标油压的跟随能力下降。

而且，根据本发明，要固定的积分项的值是非线性特性的补充值。因此，通过防止或抑制油室的油压控制量的过冲或下冲，可以避免实际油压和目标油压的跟随能力下降。

另外，根据本发明，在通过一个皮带轮(例如，主动皮带轮)控制变速比和通过另一个皮带轮(例如，从动皮带轮)控制夹紧压力的皮带型无级变速器中，即使在变速的瞬间或当受压容积变化时，可以适当地控制油压，即，施加给从动皮带轮上的夹紧压力。

如果参照附图阅读详细的描述，本发明的上述和其它目的以及新颖特征将从下列详细的描述更加清楚。但是，应该确切地理解，附图仅仅是出于图示的目的，不作为限制本发明的限定。

附图说明

图1是解释本发明的控制系统的第一控制示例的流程图。

图2是解释本发明的控制系统的第二控制示例的流程图。

图3是对应于图1和图2所示的控制示例的时间图。

图4是表示实际油压值相对于油压的指令值的非线性特性的视图。

图5是解释本发明的控制系统的第三控制示例的流程图。

图6是对应于图5的控制示例的时间图。

图7是解释不实现本发明的油压(夹紧压力)的变化状态。

图8是运用本发明的控制系统的车辆的传动系(power train)和控制线的原理图。

具体实施方式

结合具体示例描述本发明。首先，将描述运用本发明的包括原动机和无级变速器的驱动线的一个示例。图8示意性地表示包括皮带型无级变速器1的驱动线的示例。这个无级变速器1通过前向/反向切换机构2和通过具有锁止离合器3的液压变速机构4连接原动机5。

原动机5由内燃机、或内燃机和电动机、或电动机等构成。在下列描述中，原动机5称为“发动机5”。另一方面，液压变速机构4具有与背景技术的液力变矩器类似的结构。具体地说，液压变速机构4设置成包括：通过发动机5旋转的泵轮；设置成与泵轮对抗的涡轮；和插入它们之间的定轮。通过泵轮产生的流体的螺旋流被馈送到涡轮，由此涡轮转动以传递转矩。

在转矩传送机构的泵轮和涡轮之间通过流体产生必然的滑动，这是造成功率传递效率下降的因素。为了消除这个因素，设置锁止离合器3，用于直接连接例如泵轮的输入侧部件和例如涡轮的输出侧部件。用油压控制这个锁止离合器3，以保持在完全运用的状态、完全释放状态和滑动状态或它们的中间状态。此外，可以适当地控制滑动速度。

考虑到发动机5被限制在一个方向上旋转的事实，采用前向/反向切换机构2，且设置成以原来的方向或相反的方向输出输入转矩。在图8所示的示例中，采用双齿型行星齿轮机构作为前向/反向切换机构2。具体地说，与太阳齿轮6同心地设置冠状齿轮7。在太阳齿轮6和冠状齿轮7之间，设置有与太阳齿轮6啮合的小齿轮8和与小齿轮8和冠状齿轮7啮合的另一个小齿轮9。小齿轮8和9由载体10支撑，以在其上面旋转并绕载体10转动。前向/反向切换机构2还设置：用于整体地连接两个旋转件(例如，太阳齿轮6和载体10)的前向离合器11；和用于通过选择性地固定冠状齿轮7来反转输出转矩的方向的反向制动器12。

无级变速器1具有与背景技术已知的皮带型无级变速器相似的结构，其中彼此平行设置的主动皮带轮13和从动皮带轮14分别由固定滑轮和通过液压致动器15和16在轴向上前后向移动的可移动滑轮组成。因此，当可移动滑轮轴向移动时，各个皮带轮13和14的槽宽发生变化，使得在各个皮带轮13和14上的皮带17的运行半径(或皮带轮13和14的有效半径)连续改变，由此连续改变传动比。主动皮带轮13连接到作为前向/反向切换机构2的输出件的载体10上。这里，当向其供应操作油或当油压升高时，各个致动器15和16朝固定滑轮侧推动可移动滑轮。因此，由于可移动滑轮到静止滑轮侧的位移，各个致动器15和16的容积增大。

对于在从动皮带轮14中的液压致动器16，根据待输入到无级变速器1中的转矩，通过未示出的油泵和液压控制装置来馈送油压(例如，油管压力或它的补偿压力)。因此，当在从动皮带轮14的各个滑轮夹紧皮带17时，皮带17张紧以保持在各个皮带轮13、14和皮带17之间的夹紧压力(或接触压力)。相反，对于在主动皮带轮13中的液压致动器15，根据待设定的传动比(gear ratio)来馈送操作油，由此设定对应于目标传动比的槽宽(或有效半径)。

前述从动皮带轮14通过齿轮单元18连接到差动齿轮19上，因此，转矩从差动齿轮19输出到驱动轮20。因此，在目前为止描述的驱动机构中，锁止离合器3和无级变速器1在发动机5和驱动轮20之间一前一后排列。

设置有各种传感器，用于检测在其中安装了无级变速器1和发动机5的车辆的动作状态(或运行状态)。具体地说，设置：涡轮速度传感器21，用于检测关于无级变速器1的输入速度(即，前述的涡轮速度)，以输出信号；输入速度传感器22，用于检测主动皮带轮13的速度，以输出信号；输出速度传感器23，用于检测从动皮带轮14的速度以输出信号；和油压传感器24，用于检测设置在从动皮带轮14侧的用于形成皮带夹紧压力的液压致动器16的压力。尽管没有示出，还设置：加速器开启传感器，用于检测加速器踏板的下压，以输出信号；节气门开启传感器，用于检测节气门阀的开启以输出信号；和制动传感器，用于在制动踏板被压下时输出信号。

还设置变速器电子控制单元(CVT-ECU)25，用于进行施加/释放前述前向离合器11和反向制动器12的控制，用于进行前述皮带17的夹紧压力的控制，用于进行传动比的控制，和用于进行锁止离合器3的控制。这个变速器电子控制单元25主要由例如根据以输入数据和预存数据为基础的预设程序进行运算的微型计算机组成，由此设定各种状态，例如前向、倒转或空档和需要的夹紧压力；设定传动比；啮合/松开锁止离合器3；和控制滑动速度等。

这里解释输入到变速器电子控制单元25的数据(或信号)。从相应的传感器输入无级变速器1的输入速度Nin的信号(例如，每分种的输入转数)和无级变速器1的输出速度No的信号(例如，每分种的输出转数)。另一方面，还有输入来自用于控制发动机5的发动机电子控制单元(E/G-ECU)26的发动机速度Ne的信号、发动机(E/G)负载的信号、节气门开启信号，表示(未示出的)加速器踏板的下压等的加速器开启信号。

无级变速器1可以无级地(换句话说，连续地)控制发动机速度或输入速度，由此提高安装这种无级变速器的车辆的行程。例如：目标驱动力取决于用加速器开启和车辆速度表示的所需驱动；需要完成目标驱动力的目标输出取决于目标驱动力和车辆速度；用于实现具有最佳行程的目标输出的发动机速度取决于准备的地图；和控制变速比，以形成发动机速度。

无级变速器1中的功率传递效率控制在满意状态，使得可以不破坏行程提高的优点。具体地说，尽可能低地将无级变速器1的转矩容量(即皮带夹紧压力)控制在可以传递根据发动机转矩确定的目标转矩且不引起皮带17滑动的范围内。例如，在所谓的相当频繁地加速/减速或道路粗糙或不平坦的“不稳定”运行状态下，皮带夹紧压力设定得相当高(即，达到油管压力的限度)，作为控制无级变速器1的整个液压线的初始压力或它的补偿压力。

另一方面，在稳定运行状态的情况下，在平坦道路上，车辆运行得比一定水平快，或在准稳定运行状态下，皮带夹紧压力逐渐降低，由此检测传递输入转矩而不造成滑动的最小压力，即受限夹紧压力。通过增大预设安全系数或用于将滑动的临界变速器转矩设定为检测的受限夹紧压力来设定皮带夹紧压力。期望尽可能低地将无级变速器的皮带夹紧压力设定在可以传递转矩而不滑动的范围内。

这里，对应于无级变速器1的输入转矩Tin的理论夹紧压力Pt用下列公式来表示：

Pt＝Tin×cosθ/(2×μ×Rin×Aout)

其中，θ表示皮带17与皮带轮13和14的夹角；μ表示皮带轮13和14与皮带17之间的摩擦系数；Rin(其也可能由变速比获得)表示皮带17在主动皮带轮13上的运行半径。而且，Aout表示从动皮带轮14侧的致动器16的受压容积。因此，在稳定运行状态或准稳定运行状态下，理论夹紧压力Pt或理论夹紧压力Pt与预设安全系数的乘积表示从动皮带轮14侧的致动器16的目标压力(或目标油压)。这里，在稳定运行状态下，前述的油管压力或它的补偿压力表示目标压力(或目标油压)。

如上所述，在传统的皮带型无级变速器中，由于在变速时各个皮带轮13和14的可移动滑轮的位移，改变了各个皮带轮中的油室的受压容积。因此，压力变化影响施加到油室上的油压，实际油压暂时改变。此时，如果不考虑在变速时油室的受压容积变化造成的压力变化进行反馈控制，则控制的跟随能力可能降低，且在变速后出现过冲和下冲。这里，反馈控制是已知的控制方法，用于根据实际油压和目标油压之间的偏差确定油压的控制量，以便符合那些压力。反馈控制可以用包括比例项(或比例运算)和积分项(或积分运算)的PI控制作为例子，或用进一步包括导数项(或导数运算)的PID控制作为例子。

例如，如图7中的时间图所示，当无级变速器1的变速由变速指令开始时，改变油压(或夹紧压力)指令值以形成对应于待设定的变速比的夹紧压力。此时，实际油压相对于油压指令值开始随不可避免的控制延迟(即，无用时间(dead period))而变化。在这种情况下，如果反馈控制的比例增益(即，反馈增益)与传统方式一样设定成稳定的，不考虑油压指令值和变速比的变化，则反馈控制的实际值(即，实际油压(夹紧压力))与目标值的跟随能力下降。因此，目标值和实际值(在这种情况下，稳定状态偏差或由比例运算产生的剩余偏差)之间的偏差很宽(参照图7中的范围C和D)。

而且，如果反馈控制的积分运算的积分项连续保持累积，则增加或减少积分项(即，绝对值的增大)，以便抑制偏差的扩大。结果，实际值超过或落后目标值，以造成下冲和过冲(参照图7的范围E和F)。因此，本发明的控制系统设置成进行下文中描述的控制。

图1是本发明第一控制示例的流程图。该流程图中所示的程序在每个预设短时间内重复进行。在图1中，首先，判断(在步骤S101)是否在无级变速器1中可以进行液压控制装置的反馈控制。进行反馈控制的判断条件或标准是要满足下列所有条件：(i)转换位置是在驱动范围内；(ii)压力传感器和液压电路没有故障；和(iii)已经得知液压电路的液压特性；等等。

不满足上述执行条件，步骤S101的答案是NO，没有任何具体控制，该程序一次性结束。相反，满足执行条件，步骤S101的答案是YES，该程序前进到步骤S102，并判断是否作为变速指令的“变速负载(speed-change-duty)”(绝对值)大于或等于预设值α。在本发明中，词“变速负载”定义为用于控制变速比(在下文中用到)的未示出负载电磁阀(duty solenoid valve)的负载指令值。具体地说，在无级变速器1中，主动皮带轮13侧的致动器15由负载电磁阀控制。例如，提供用于馈送操作油的升档负载电磁阀，用于排放操作油的减档负载电磁阀。如果作为用于升档负载电磁阀的指令值的负载比增大，则操作油的流率增大，使得迅速进行升档。另一方面，如果作为用于减档负载电磁阀的指令值的负载比增大，则操作油的排放率增大，使得迅速进行减档。具体地说，变速负载是与变速有关的物理量或状态量的一个元素。可以采用来代替变速负载的另一个状态量是例如变速的实际速度，滑轮的位移速度等。

变速负载表示大于或等于预设值α，步骤S102的答案是YES，所述的程序前进到S103，选择增益G2并设定为反馈控制中的比例运算的比例增益(即，反馈增益)。增益G2是比例增益，其预设为大于下面所述的增益G1。

当输出大的变速负载作为指令时，操作油被迅速馈送到用于设定变速比的主动皮带轮13的致动器15，或相反地迅速从中排放。结果，迅速完成变速。另一方面，输出用于形成对应于变速比的夹紧压力的油压指令值(即，用于设定目标油压或目标夹紧压力的指令值)。如上所述，在无级变速器1中，通过改变主动皮带轮13的槽宽以改变在驱动轮13和14上的皮带17的运行半径来进行变速。因此，由于主动皮带轮13的槽宽变化，从动皮带轮14的可移动滑轮移动。结果，从动皮带轮14侧的致动器16的容积(即，受压容积)变化。此外，在致动器16的油压控制中出现不可避免的响应延迟，以形成夹紧压力。出于这个原因，在变速的瞬时状态，致动器16的实际油压和目标油压之间的偏差变宽。具体地说，变速负载越大，换句话说，变速的进行速度越高，则偏差就变得越宽。

因此，如果变速负载大，则油压、受压容积或变速比的变化变得明显。这使得在夹紧压力的反馈控制中实际值难以跟随目标值。结果，在目标值和实际值之间的偏差变宽。出于这个原因，在步骤S103的控制中，当变速负载表示大于或等于预设值α时，比例增益增大(换句话说，选择增益G2)以提高控制的响应。因此，防止或抑制控制的跟随能力的下降。

相反，变速负载小于预设值α，这样步骤S102的答案是NO，所述的程序前进到步骤S104，选择小于增益G2的增益G1并设定为反馈控制中的比例运算的比例增益。这是在变速负载大到使得目标值和实际值之间的偏差宽的情况。与上述情况相反，在变速负载小的情况下，如果比例增益过大，则控制的响应变得过大。这经常造成过冲和下冲，且会出现控制的摆动。出于此因，通过相对地降低比例增益(即，通过选择增益G1)，降低对控制的响应，直到变速负载超过预设值α。因此，防止或抑制控制的摆动。

在步骤S103或S104中，在反馈控制中的比例运算的比例增益设定为增益G1或G2后，进行反馈控制的比例运算(步骤S105)。然后，一次性结束程序。

因此，根据速度负载的变化，换句话说，根据受压容积或变速比的变化，通过从具有较大值的增益G2和具有较小值的增益G1中选择比例增益，并通过将比例增益设定为选择的增益，可以防止或抑制控制的摆动。因此，可以避免控制的跟随能力的下降。

图2是本发明的第二控制示例的流程图。与图1的流程图一样，判断(在步骤S201)是否在无级变速器1中可以进行液压控制装置的反馈控制。在不满足执行条件的情况下，步骤S201的答案是NO，没有任何具体的控制，一次性结束程序。

相反，在满足执行条件的情况下，步骤S201的答案是YES，所述的程序前进到步骤S202，判断是否作为变速指令的变速负载(绝对值)大于或等于预设值α。变速负载表示大于或等于预设值α，步骤S202的答案是YES，所述的程序前进到步骤S203，抑制反馈控制的积分项的积累。然后，进行反馈控制的积分运算(在步骤S204)。具体地说，对油压进行包括积分项的反馈控制。

反馈控制的积分运算是消除由比例运算造成的剩余偏差的运算。当目标值和实际值之间的偏差变宽时，积分运算的积分项增加或减少，以便立即消除偏差。但是，如前述图1所示的控制示例，如果由于扩大的偏差，反馈控制的比例运算的比例增益增大，且即使在偏差变得相当小的时候，积分运算的积分项的累积也保持连续地累积，则积分运算是以不合适的积分项进行的。这样会造成下冲和过冲。出于此因，根据这些步骤S203和S204的控制，在变速负载表示大于或等于预设值α的情况下，通过中断积分项的累积和进行积分运算，降低反映对控制指令值的积分项的程度(即，反映过渡状态的程度)。从而防止或抑制控制量的过冲或下冲。

相反，变速负载小于预设值α，步骤S202的答案是NO，所述的程序跳过步骤S203的控制并前进到前述的步骤S204以进行其控制。换句话说，没有中断积分项的累积进行反馈控制的积分运算。然后，一次性结束程序。

图3是示意性地表示在进行图1和图2所示控制的情况下，对应于变速负载的变化的无级变速器1中的变速比和油压(或夹紧压力)的时间图。当输出变速指令和增大变速负载时，油压指令值(或基本指令值)改变。此时，实际油压相对于油压指令值随着不可避免的延迟(即，无用时间)开始变化。

如上所述，如果比例增益(即，反馈增益)设定为常数，而忽略变速负载的变化，则实际值与目标值的跟随能力可能降低。但是，在这个控制示例中，提供预设值α作为域值以确定变速负载的变化程度。在变速负载大于或等于预设值α(参照图3中的区域A和B)的情况下，比例增益从当前设定的增益G1变为具有比增益G1更大的值的增益G2。结果，控制的响应提高了。因此，即使由于控制延迟(即，无用时间)而使目标值和实际值之间的偏差变宽时，也可以迅速地控制实际值接近目标值。因此，防止和抑制了控制的跟随能力下降。

而且，在变速负载大于或等于预设值α的情况下，比例增压从增益G1变为增益G2，中断反馈控制的积分运算的积分项的累积。如上所述，在偏差变宽和比例增益增大的情况下，通过中断积分项的累积和进行积分运算来降低反映对控制指令值的积分项的程度。结果，防止或抑制控制量的过冲和下冲，从而防止或抑制控制的摆动。

因此，由于根据变速负载的变化，换句话说，根据受压容积或变速比的变化，通过中断(即，中断积分项的变化)和继续反馈控制的积分项的累积来进行积分运算，可以防止或抑制控制的摆动。因此，可以避免控制的跟随能力的下降。

如上所述，当根据目标油压和实际油压之间的偏差来控制待施加到设置在无级变速器1的各个皮带轮13和14值的油室的油压时，根据油室的受压容积的变化或变速比的变化，改变反映油室的压力控制的偏差的程度。具体地说，当反馈控制油室的油压时，根据油室的受压容积的变化或变速比的变化，反馈增益增大。例如，受压容积(或变速指令或变速的速度)的变化越大(包括宽度变化，速率变化等)，或变速比(或变速指令或变速的速度)的变化越大(包括宽度变化，速率变化等)，则反馈增益就增大得越多。另外，当反馈控制油室的油压时，根据油室的受压容积的变化或变速比的变化，抑制反馈控制的积分项的变化。例如，受压容积(或变速指令或变速的速度)的变化越大(包括宽度变化，变化速率等)，或变速比(或变速指令或变速的速度)的变化越大(包括宽度变化，变化速率等)，则反馈控制的积分项变化越小。因此，响应于由于变速等造成的油室的受压容积的变化或变速比的变化，可以合适地控制施加到皮带轮上的油压。结果，通过防止或抑制实际油压与目标油压的过冲或下冲的出现，可以避免实际油压与目标油压的跟随能力下降。

在上述控制示例中，在变速负载(绝对值)是大于或等于预设值α时，中断积分项的积累。因此，积分项值表示值刚好在中断累积之前的值。另一方面，根据皮带型无级变速器或液压控制装置的个体差异，在油压的目标值和实际值之间用于形成夹紧压力的变速瞬间的偏差不同。在多数情况下，变化的趋势显示非线性特性。因此，通过中断积分项的累积而保持的积分项的积分值不必反映实际的特性。

图4具体表示目标值与实际油压值之间的偏差变化趋势的一个示例。图示在升档的瞬时状态用于从动皮带轮14侧的致动器16的油压指令值的变化，和油压实际值的变化。因为油压指令值是对应于前述理论夹紧压力的值，当进行升档时，它下降。图4用虚线表示变化。另一方面，用实线表示油压指令值上面的实际油压。在升档的情况下，由于主动皮带轮13的槽宽变窄，从动皮带轮14的槽宽扩大。这引起被迫排放操作油的动作。由于致动器16的受压容积降低而产生这个动作，使得压缩操作油。因此，实际油压值比指令值高得多。

但是，在升档期间输出用于降低夹紧压力的油压指令，使得实际油压值逐渐接近油压指令值并且偏差变小。这种降低偏差的趋势取决于未示出的油路和控制阀的结构特性，因此，需要考虑到偏差将用于形成夹紧压力的油压控制到一定程度。因此，通过中断累积而设定的积分项的积分值根据偏差的幅度变得过小或过大。这会引起油压的控制量的过冲或下冲。

因此，根据本发明，可以设定积分项的值，以便补充上述油压指令值和实际油压值之间的偏差的非线性特性。在图5的流程图中示出这个示例。在图5所示的示例中，首先，判断(在步骤S301)是否可以进行油压的反馈控制(即，FB控制)。这个判断步骤与前述图1所示的步骤S101和图2所示的步骤S201类似。在步骤S301的答案是NO的情况下，没有进行任何具体的控制就一次性结束程序。

相反，在步骤S301的答案是YES的情况下，计算油压指令值和实际油压值之间的偏差ΔP(在步骤S302)。油压指令值可以得自：从变速比获得的在主动皮带轮13上的皮带17的运行半径Rin；根据输入转矩Tin等计算出来的理论夹紧压力。而且，根据用传感器检测的检测值可以获得实际油压值。如上所述，在升档时，从动皮带轮14侧用于形成夹紧压力的致动器16的压力高于目标油压(即，油压指令值)，并在减档时低于目标油压。因此，在步骤S302获得的偏差ΔP用于判断是升档变速还是减档变速。

接下来，判断(在步骤S303)是否变速负载大于作为判断标准的预设值α，和是否偏差ΔP为负值。换句话说，判断变速的速度快和变速是否是升档。在步骤S303的答案是YES的情况下，从动皮带轮14侧的致动器16的压力明显受由于变速造成的致动器16的受压容积的变化的影响。因此，将压力的反馈控制的积分项I(i)的积分值固定为预设值Io(在步骤S304)。

这个预设值Io是设定为积分项的积分值的值，以便补偿用于形成夹紧压力的油压指令值和实际油压之间的上述偏差ΔP的非线性特性。换句话说，它是事先设定的设计值。这里，预设值Io可以是稳定值和根据变速负载值而变化的可变值。

相反，变速负载小于预设值α或变速不升档，步骤S303的答案是NO，积分项的积分值的累积是持续的(在步骤S305)。因为从动皮带轮14侧的致动器16的受压容积变化轻微，使得受压容积的变化不是特别影响用于形成夹紧压力的油压。而且，在减档的情况下，由于受压容积的变化而使油压升高。因此，受压容积的变化在避免皮带滑动方面没有问题。

然后，进行油压的反馈控制(在步骤S306)。这个油压的控制反馈包括积分运算(即，积分控制)，其中在步骤S304和S305获得的积分项乘以预设积分增益。

图6是表示在进行图5所示的控制的情况下，变速负载、积分项的积分值、油压(或夹紧压力)和变速比的变化的时间图。当变速负载突然地从稍微升档的状态上升并到达或超过预设值α时(在时间点T1)，则积分项I(i)的积分值固定为预设值Io。而且，由于突然的升档，从动皮带轮14侧的致动器16的受压容积被迫降低。结果，油压相对于油压指令值(或基础指令值)而升高，产生预设偏差ΔP。而且，由于输出变速负载的事实，变速比逐渐降低。此外，图6所示的基础指令值指从输入转矩、变速比等中获得的用于形成夹紧压力的油压指令值，这不是指反馈控制的控制指令值。

当变速比接近目标变速比时，或当皮带型无级变速器1的输入速度接近目标输入速度时，变速负载降低。结果，当变速负载变得小于预设值α(在时间点T2)时，将积分项的积分值固定为预设值Io的控制上升并且积分项的累积重新开始。

由于装置等的个体差异，从时间点T1到时间点T2出现的偏差ΔP显示非线性特性，在此反映出在升档时由于致动器16的受压容积变化所导致油压的升高。前述预定值Io没有根据偏差ΔP设定为补偿偏差ΔP的非线性特性。因此，反馈控制的控制量不超过时间点T2。结果，实际油压值基本上根据油压指令值(或基本指令值)而变化，这样避免或抑制过冲(即，实际油压值明显下降的下冲)。换句话说，可以提高实际油压相对于目标油压的跟随能力。

此后，当通过压下未示出的加速器踏板等输出减档指令和变速负载达到或超过预设值α(在时间点T3)的时候，变速比增大。这是通过扩大从动皮带轮14的槽宽以减小皮带17的运行半径实现的。因此，由于从动皮带轮14的槽宽减小，从动皮带轮14侧的致动器16的受压容积增大。出于此因，实际油压值变得比基本指令值低。即，实际油压与油压指令值之间的偏差ΔP变得更宽。在这种情况下，根据图5和6所示的示例继续积分项的累积。

因此，在变速负载大的减档情况下，积分项的积分值变大。因此，即使在变速比接近目标变速比和变速负载变得小于预设值α(在时间点T4)之后，大的稳定状态偏差保持在控制中。结果，进行反馈控制，以进一步提高实际油压。这会引起控制量的过冲，其中实际油压暂时超过油压指令值(或基本指令值)，如图6所示。但是，这会增大夹紧压力，使得几乎不可能造成皮带17的滑动。因此，从实际的观点来说，这种过冲在允许的范围内。

这里，在提高夹紧压力的方向上的油压控制的过冲增大了皮带17和各个皮带轮13和14的负载。因此，为了提高耐久性，优选抑制这种过冲。出于此因，如在前述升档的情况，可应用进行控制，以将积分项的积分值固定到在减档情况下也合适的值。

这里简要描述前述具体示例与本发明之间的关系。用于进行前述步骤S102、S202和S303的电子控制单元25对应于本发明的受压容积变化检测装置或变速检测装置，或本发明的受压容积变化检测设备或变速检测设备。而且，用于进行前述步骤S103、S104、S203、S304和S306的电子控制单元25对应于本发明的用于改变油压控制内容的油压控制内容改变装置或改变设备。而且，用于进行前述步骤S203和S304的电子控制单元25对应于本发明的用于抑制积分项的累积的装置或抑制设备。

这里，本发明不应该限制于到目前为止描述的具体示例。在前述的示例中，根据变速负载的幅度而选择的增益G1和G2的各个比例增益(即，反馈增益)是预设值。但是，那些增益根据情况是可变值。例如，根据变速负载的变化，那些增益由计算获得或从图上获得。

而且，在前述的示例中，通过中断积分项的累积和进行积分运算来降低反映控制指令值的积分项的程度。但是，通过校正积分项或改变积分项的累积量，也可以降低反映控制指令值的积分项的程度。换句话说，根据本发明，反映在油压控制中的受压容积的变化的程度的改变也可以用最新进行的用于那些值的校正参数、或用于校正比例运算或积分运算所使用的偏差的校正参数，并通过根据表示变速情形(例如，变速负载)的数据来改变或设定校正参数，代替改变或固定在反馈控制的比例运算或积分运算中所使用的增益或积分。

Claims (25)

1.一种用于控制皮带型无级变速器(1)的控制系统，皮带型无级变速器(1)具有向其施加皮带(17)、能够改变槽宽的皮带轮(13，14)，其中皮带轮(13，14)设置有向其馈送油压的油室(15，16)，使得皮带轮(13，14)夹紧皮带，其中油室的容积根据槽宽的变化而改变，并且其中根据目标油压和实际油压之间的偏差来控制油室(15，16)中的油压，其特征在于包括：

受压容积变化检测装置(25)，用于检测油室(16)的容积的变化；和

油压控制内容改变装置(25)，用于根据容积的变化来改变反映对油室(16)的油压控制的偏差的程度。

2.如权利要求1所述的控制系统，其中：

油压控制包括反馈控制，用于根据反馈增益来反映油压的控制量的偏差；和

油压控制内容改变装置(25)包括用于根据容积的变化来增大反馈增益的装置。

3.如权利要求1所述的控制系统，其中：

受压容积变化检测装置(25)包括用于根据用于命令变速的指令值来确定容积的变化的装置；和

油压控制内容改变装置(25)包括用于改变反映油压控制的偏差的参数的装置。

4.如权利要求3所述的控制系统，其中：

指令值包括用于进行变速的负载电磁阀的负载指令值。

5.如权利要求1或2所述的控制系统，其中：

油压控制包括反馈控制，其中与偏差的积分成比例的积分项包括在控制量的计算中，和

油压控制内容改变装置(25)包括用于根据容积的变化来抑制积分项的变化的积分抑制装置。

6.如权利要求5所述的控制系统，其中：

在油室(16)的容积或变速比的变化率或变化量大于或等于预定参考值的情况下，积分抑制装置(25)包括用于将积分项的值固定为预设值的装置。

7.如权利要求5所述的控制系统，其中：

积分抑制装置包括用于抑制积分项的累积和用于将积分项保持为中断累积时的值的装置。

8.如权利要求5所述的控制系统，进一步包括：

变速判断装置，用于判断变速是否是变速比降低的升档；和

其中积分抑制装置包括用于在判断为升档的情况下抑制积分项的变化的装置。

9.如权利要求5所述的控制系统，其中：

积分抑制装置包括在变速时油室的实际油压高于目标油压的情况下、用于抑制积分项的变化的装置。

10.如权利要求2所述的控制系统，其中：

反馈控制包括确定与偏差成比例的控制量的比例运算，和

反馈增益包括用于比例运算的增益。

11.如权利要求5所述的控制系统，其中：

反馈控制包括确定与偏差成比例的控制量的比例运算，和

反馈增益包括用于比例运算的增益。

12.如权利要求1所述的控制系统，其中：

皮带轮(13，14)包括向其施加皮带、能够改变槽宽的皮带轮(13)和其槽宽根据所述皮带轮(13)的槽宽的变化而改变的另一皮带轮(14)；和

所述另一皮带轮(14)设置有油室(16)。

13.如权利要求12所述的控制系统，其中：

皮带轮(13)的油室(15)包括这样的油室：用于改变变速比的操作油被馈送到所述油室，和从所述油室排放用于改变变速比的操作油，和

所述另一皮带轮(14)的油室(16)包括这样的油室：用于形成夹紧皮带(17)的夹紧压力的操作油被馈送到所述油室，和从所述油室排放用于形成夹紧皮带(17)的夹紧压力的操作油。

14.一种用于控制皮带型无级变速器(1)的控制系统，皮带型无级变速器(1)具有向其施加皮带(17)、能够改变槽宽的皮带轮(13，14)，其中皮带轮(13，14)设置有向其馈送油压的油室(15，16)，使得皮带轮(13，14)夹紧皮带，并且其中根据目标油压和实际油压之间的偏差来控制油室(15，16)中的油压，其特征在于包括：

变速检测装置(25)，用于检测变速比的变化；和

油压控制内容改变装置(25)，用于根据变速比的变化来改变反映油室(16)的油压控制的偏差的程度。

15.如权利要求14所述的控制系统，其中：

油压控制包括：

反馈控制，包括用于根据反馈增益来反映油压的控制量的偏差的比例运算和用于反映对油压的控制量的偏差的积分的积分运算中的任何一种；和

油压控制内容改变装置(25)包括：

增益增大装置(25)，用于根据变速比的变化来增大反馈增益，或积分抑制装置(25)，用于抑制由积分运算导致的积分项的变化。

16.如权利要求14所述的控制系统，其中：

变速检测装置(25)，包括用于根据命令变速的指令值来确定油室的容积的变化的装置，和

油压控制内容改变装置(25)，包括用于改变反映油压控制的偏差的参数的装置。

17.如权利要求16所述的控制系统，其中：

指令值包括用于进行变速的负载电磁阀的负载指令值。

18.如权利要求15所述的控制系统，其中：

在油室(16)的容积或变速比的变化率或变化量大于或等于预定参考值的情况下，积分抑制装置(25)包括用于将积分项的值固定为预设值的装置。

19.如权利要求18所述的控制系统，其中：

皮带型无级变速器(1)包括目标油压和实际油压之间的偏差显示非线性特性的变速器，和

预设值是补偿非线性特性的值，其中积分项的值固定为预设值。

20.如权利要求15所述的控制系统，其中：

反馈控制包括确定与偏差成比例的控制量的比例运算，和

反馈增益包括用于比例运算的增益。

21.如权利要求15所述的控制系统，其中：

积分抑制装置包括用于抑制积分项的累积和用于将积分项保持为中断累积时的值的装置。

22.如权利要求15所述的控制系统，进一步包括：

变速判断装置，用于判断变速是否是变速比降低的升档；和

其中积分抑制装置包括用于在判断为升档的情况下抑制积分项的变化的装置。

23.如权利要求15所述的控制系统，其中：

积分抑制装置包括在变速时油室的实际油压高于目标油压的情况下、用于抑制积分项的变化的装置。

24.如权利要求14所述的控制系统，其中：

皮带轮(13，14)包括向其施加皮带、能够改变槽宽的皮带轮(13)和其槽宽根据所述皮带轮(13)的槽宽的变化而改变的另一皮带轮(14)；和

所述另一皮带轮(14)设置有油室(16)。

25.如权利要求24所述的控制系统，其中：

皮带轮(13)的油室(15)包括这样的油室：用于改变变速比的操作油被馈送到所述油室，和从所述油室排放用于改变变速比的操作油，和

所述另一皮带轮(14)的油室(16)包括这样的油室：用于形成夹紧皮带(17)的夹紧压力的操作油被馈送到所述油室，和从所述油室排放用于形成夹紧皮带(17)的夹紧压力的操作油。

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