专利名称：无级变速器的变速控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及在包括无级变速器机构和副变速器机构的无级变速器上执行变速控 制。
背景技术：
无级变速器是一种能够连续地改变速比的变速器。在安装有无级变速器的车辆中，能够比具有传统分档变速器的车辆更高效地进行 操作，因此能够预期到车辆的动力性能和燃料性能会有所改善。为了进一步改善安装有无级变速器的车辆的动力性能和燃料效率性能，该无级变 速器的可能速比范围(下文称之为“速比范围”)优选地被扩大。当无级变速器的速比范围扩大时，在起动和加速期间使用更朝向低侧的速比，使 得车辆的动力性能得到改善，在高速行驶期间使用更朝向高侧的速比，使得车辆的燃料效 率性能得到改善。为了扩大带式无级变速器的速比范围，带所缠绕的滑轮的直径可以增加。但是，滑 轮直径的增加不可避免地会导致无级变速器尺寸的增加。2000年由日本专利局出版的JP2000-346169A提出一种具有两个前进速度的副变 速器机构，其与无级变速器串联设置，在内燃机与无级变速器之间或者在无级变速器与最 终齿轮之间。根据这一现有技术，通过根据车辆的操作条件改变副变速器机构的档位，可在 不增加无级变速器的尺寸的情况下扩大速比范围。
发明内容
在这一无级变速器中，当副变速器机构从第一速度向上提升至第二速度时，无级 变速器的速比沿相反方向改变，即，向下变化，由此抑制内燃机的输出转速中的变化。但是， 难于完美地协调副变速器机构中的升档和无级变速器中的降档，因此，内燃机中的转速的 暂时变化是不可避免的。这一旋转变化导致变速冲击。与副变速器机构中升档相伴随的内燃机的旋转变化通过在无级变速器的速比更 接近最小速比的区域中执行副变速器机构的升档而被抑制。因此，为了抑制内燃机中的旋 转变化，副变速器机构中的升档优选地执行在无级变速器的最小速比附近。但是，当无级变速器通过带式无级变速器构成并且无级变速器在最小速比附近操 作时，与无级变速器以接近1.0的速比操作的情况相比来说，内燃机的燃料消耗量增加。在 最小速比附近，带式无级变速器的两个滑轮与带之间的相应接触半径必须很大程度上区分 开。为了很大程度上区分两个滑轮与带之间的相应接触半径，施加至两个滑轮的油压的压 差必须增加。另一方面，当速比是1.0时，可以使得接触半径相等，并且可将相等的压力施 加至两个滑轮。因此，当无级变速器操作在最小速比附近时，提供油压的液压泵的载荷增加，因 此，与无级变速器在接近1.0的速比操作的情况相比，驱动液压泵的内燃机的燃料量不可避免地增加。因此，本发明的目的是在无级变速器中抑制与变速操作期间的副变速器机构中的 升档相伴的内燃机中的旋转变化以及由内燃机消耗的燃料量的增加这两种情况。为了实现上述目的，本发明提供一种用于连接至安装在车辆中的内燃机的无级变 速器的变速控制装置。该无级变速器包括连续地改变速比的无级变速器机构以及串联地连 接至无级变速器机构并且选择性地应用第一速度和比第一速度高的第二速度的副变速器 机构。该变速控制装置包括检测所述车辆的操作状态的传感器，以及可编程控制器，该 控制器编程以根据所述车辆的操作状态确定所述车辆是否在正常升档状态下或者在具有 比所述正常升档状态更低的载荷或比所述正常升档状态更高的速度的低载荷/高速度升 档状态下行驶，以及当所述车辆在所述低载荷/高速度升档状态下行驶时，控制所述副变 速器机构，使得所述副变速器机构在比所述车辆行驶在所述正常升档状态下时低的车速下 从第一速度升档至第二速度。本发明也提供一种用于无级变速器的变速控制方法，包括检测所述车辆的操作状 态，根据所述车辆的操作状态确定所述车辆是否在正常升档状态下或者在具有比所述正常 升档状态更低的载荷或比所述正常升档状态更高的速度的低载荷/高速度升档状态下行 驶，以及当所述车辆在所述低载荷/高速度升档状态下行驶时，控制所述副变速器机构，使 得所述副变速器机构在比车辆行驶在所述正常升档状态下更低的车速下从第一速度升档 至第二速度。本发明也提供一种用于无级变速器的变速控制装置，包括控制器，该控制器编程 以控制所述副变速器机构使得当车速高过相应于升档的最小车速时所述副变速器机构从 所述第一速度升档至所述第二速度，所述最小车速根据车辆能够在平坦道路上保持所述车 速的所述无级变速器的最小输入转速和所述无级变速器的速比确定，在所述速比下，当所 述副变速器机构处于所述第一速度时产生在所述无级变速器中的扭矩损失等于当所述副 变速器机构处于所述第二速度时产生在所述无级变速器中的扭矩损失，所述无级变速器的 转速等于或小于与所述内燃机的最小转速相对应的所述无级变速器的最小输入转速。本发明的详细内容以及其他特征和优势阐述在随后的说明书中并且示出在附图 中。
图1是示出采用根据本发明的无级变速器的车辆驱动系统的构成的示意图。图2是示出根据本发明的变速控制器的构成的方框图。图3是示出根据现有技术的无级变速器的升档特性的示意图。图4A-4C是示出根据现有技术的副变速器机构和无级变速器机构的升档特征的 示意图。图5是示出根据本发明的副变速器机构的升档确定线的示意图。图6是示出限定正常行驶区域和低载荷/高速度行驶区域的图表的特性的示意 图，其由根据本发明的变速控制器存储。图7是示出整个无级变速器的扭矩损失与贯穿速比之间的关系的示意图。
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图8是示出由根据本发明的变速控制器执行的变速控制程序的流程图。图9是示出由根据本发明的变速控制器存储的最终目标速比图表的特性的示意 图。图10是示出根据本发明的另一实施例的副变速器机构的升档确定线的示意图。
具体实施例方式在下面的说明书中，特定变速器机构的“速比”是通过变速器机构的输入转速除以 变速器机构的输出转速获得的值。“最低速比”表示变速器机构的最大速比，“最高速比”表示变速器机构的最小速 比。参照附图的图1，包括根据本发明的无级变速器4的车辆驱动系统包括内燃机1作 为动力源。内燃机1的输出旋转经由扭矩转换器传递至驱动轮7。该扭矩转换器具有闭锁 离合器2、第一传动系3、无级变速器4、第二传动系5和最终减速齿轮6。第二传动系5设 置有停车机构8，该停车机构采用机械的方式锁定变速器4的输出轴，使得输出轴不能够在 停车期间旋转。 无级变速器4包括带式无级变速器机构(在下文称为速度变换器20)，以及设置在 速度变换器20与第二传动系5a之间的副变速器机构30。该副变速器机构30可直接地连接至速度变换器20的输出轴，如同这一实例，或者 经由另一变速器机构或者动力传递机构，例如，传动系。速度变换器20包括主滑轮21、副滑轮22和缠绕在滑轮21、22上的V形带23。滑 轮21、22分别包括固定锥形盘、可动锥形盘以及液压缸23a、23b，可动锥形盘相对于固定锥 形盘设置，使得其相应轮盘的表面彼此相对，并且与固定锥形盘形成V形槽，该液压缸设置 在可动锥形盘的后表面上并且沿轴向方向移动该可动锥形盘。当供给至液压缸23a、23b的 油压变化时，V形槽的宽度变化，导致V形带23与滑轮21、22之间的接触半径产生变化，因 此，速度变换器20的速比vRatio连续变化。副变速器机构30是双前进速度、单后退速度变速器机构。该副变速器机构30包括连接两个行星齿轮的支架的拉威挪(Ravigneaux)行星齿 轮机构31，以及多个摩擦接合元件，即，低速制动器32、高速离合器33和倒档制动器34，连 接至多个旋转元件，构成拉威挪行星齿轮机构31以改变其旋转状态。副变速器机构30的档位通过调整供给至相应摩擦接合元件32至34的油压而进 行改变，使得相应摩擦接合元件32至34的接合/脱离接合状态得以改变。例如，通过接合低速制动器32以及脱离高速离合器33和倒档制动器34，副变速器 机构30的档位设定为第一速度。通过接合高速离合器33以及脱离低速制动器和倒档制动器34，副变速器机构30 的档位被设定为具有小于第一速度的速度比的第二速度。通过接合倒档制动器34和脱离低速制动器32和高速离合器33，副变速器机构30 的档位逆向设定。应当指出的是，在后面的说明书中，副变速器机构30的档位处于第一速度的状态 将表述为“变速器4处于低速模式”，副变速器机构30的档位处于第二速度的状态将表述为
6“变速器4处于高速模式”。在这一实施例中，速度变换器20通过带式无级变速器机构构成，但是速度变换器 20并不局限于此。链由滑轮夹置的链式无级变速器机构，包括全环形类型和半环形类型的 环形无级变速器机构，或者任何其他类型的无级变速器机构可构成速度变换器20。该无级变速器4还包括使用内燃机1的一部分动力驱动的油泵10、调节油泵10的 油压并且将经调节的油压供给至变速器4的各个部件的液压控制线路11，以及控制液压控 制线路11的变速器控制器12。参照图2，变速器控制器12由CPU 121、包括RAM和ROM的存储装置122、输入接口 123、输出接口 124以及将这些部件彼此连接的总线125构成。检测内燃机1的节气门的开度(下文称之为“节气门开度TV0”)的节气门开度传 感器41的输出信号、检测变速器4的输入转速(其等于主滑轮21的转速，后文称为“主转 速Npri”)的转速传感器42的输出信号、检测车辆的行驶速度(下文称之为“车速VSP”) 的车速传感器43的输出信号、检测设置在车辆中的选择杆的位置的档位开关45的输出信 号输入进输入接口 123。存储装置122存储用于无级变速器4的变速控制程序以及由该变速控制程序使用 的换档图谱。CPU 121读取并且执行存储在存储装置122中的变速控制程序，通过根据经由 输入接口 123输入的各个信号实现各个类型的计算过程而产生变速控制信号，以及将所产 生的变速控制信号经由输出接口 124输出至液压控制线路11。由CPU 121执行的计算过程 中使用的各个值以及其计算结果适当地存储在存储装置122中。该液压控制线路11通过多个流体通道和多个液压控制阀构成。该液压控制线路 11根据变速器控制器2的变速控制信号来控制多个液压控制阀，从而切换油压供给路径， 并且通过由油泵10产生的油压准备所需的油压，其然后供给至无级变速器4的各个部件。 因此，速度变换器20的速比vRatio被修改，副变速器机构30的档位被改变，由此在变速器 4中执行变速。图3示出预先存储在无级变速器4中的变速控制器12的存储装置122中的传统 换档图谱的特征，其中速度变换器20和副变速器机构30串联设置。在换档图谱上，无级变速器4的操作点根据车速VSP和主转速Npri而确定。连接无级变速器4的操作点和换档图谱的左下角的零点的线的斜度表示无级变 速器4的速比(通过将副变速器机构30的速比乘以速度变换器20的速比vRatio而获得 的整体速比，下文称之为“贯穿速比Ratio”)。此外，最低转速线表示基于内燃机1的最低转速的主转速Npri的最低转速。这里， 内燃机1的最低转速具有比怠速转速稍微大一些的值。在该换档图谱上，变速线相应于每个节气门开度TVO进行预设，根据基于节气门 开度TVO选择的变速线而在无级变速器4中执行变速。当副变速器机构30处于第一速度时，可在通过最大化速度变换器20的速比 vRatio获得的第一速度最低速比线与通过最小化速度变换器20的速比vRatio获得的第一 速度最高速比线之间执行变速。此时，无级变速器4的操作点在A区域和B区域中移动。另一方面，当副变速器机构30的升档至第二速度时，可在通过最大化速度变换
7器20的速比vRatio而获得的第二速度最低速比线与通过最小化速度变换器20的速比 vRatio而获得的第二速度最高速比线之间执行变速。此时，无级变速器4的操作点在B区域和C区域中移动。因此，通过处于第一速度的副变速器机构30获得的无级变速器4的贯穿速比 Ratio的范围，即A区域和B区域，以及通过在第二速度下获得的无级变速器4的贯穿速比 Ratio的范围，即B区域和C区域，在B区域中重叠。当贯穿速比Ratio处于夹置在第二速度最低速比线与第一速度最高速比线之间 的B区域中时，副变速器机构30能够选择第一速度和第二速度其中的任何一个。此外，在这一换档图谱上，在第一速度最高速比线的附近设定升档确定线，在该线 上，副变速器机构30从第一速度升档至第二速度。应当指出的是，在该图中，最低转速线与升档确定线相交所得的车速设定为相应 于升档的最小车速。相应于升档的最小车速是能够要求副变速器机构30升档时所处的最 低车速。下文将详细说明确定相应于升档的最小车速的方法。在该图中，当无级变速器4的操作点相交于升档确定线时，或者换句话说，当无级 变速器4的贯穿速比Ratio跨过升档确定线变化时，变速控制器12在副变速器机构30中 执行升档或降档。 应当指出的是，此时，变速控制器12在副变速器机构30中执行升档并且沿与副变 速器机构30的速比变化方向相反的方向改变速度变换器20的速比vRatio。更具体地说，当无级变速器4的贯穿速比Ratio从大于升档确定线的状态变化至 小于升档确定线的状态时，变速控制器12将副变速器机构30的档位从第一速度改变至第
二速度。同时，变速控制器12执行操作从而将速度变换器20的速比vRatio增加至低侧。相反地，当无级变速器4的贯穿速比Ratio从小于升档确定线的状态变化至大于 升档确定线的状态时，变速控制器12将副变速器机构30的档位从第二速度变化至第一速度。同时，变速控制器12执行操作从而将速度变换器20的速比vRatio降低至高侧。使得速度变换器20的速比vRatio沿与副变速器机构30的速比变化方向相反的 方向变化的原因在于防止司机经受由当无级变速器4的贯穿速比Ratio以阶梯的方式变化 时产生的无级变速器4的输入转速的变化造成的不愉快的感觉。副变速器机构30的速比和速度变换器20的速比vRatio沿相反方向变化从而抑 制贯穿速比Ratio的变化这一操作将在本发明的实施例中称为“协调变速”。通过带式无级变速器机构构成的速度变换器20当其以接近1. 0的速比vRatio操 作时在内燃机1的燃料消耗方面实现最大的效率。另一方面，在不变发动机扭矩下由副变速器机构30产生的变速冲击随着速度变 换器20的速比vRatio朝向高侧变化而降低。此外，贯穿速比Ratio的目标值可在不使得副变速器机构30变速的情况下达到， 即，将副变速器机构30保持在第一速度，此时操作状态处于图3中的第一速度最高速比线 的低侧上，或者换句话说，在B区域中。为了总结上述内容，副变速器机构30从第一速度到第二速度的升档优选地实现在速度变换器20的最高速比附近从而抑制变速冲击。在相应于升档的最小车速时或者低 于该最小车速时，可实现所需的速比，同时不将副变速器机构30从第一速度升档至第二速 度，因此，不需要在副变速器机构30中实现升档。另一方面，当在执行设置以使得副变速器机构30在速度变换器20的最高速比的 附近升档的情况下在内燃机1的最低转速附近进行稳定状态行驶时，副变速器机构30保持 在第一速度，使得车轮在速度变换器20的处于最高速比附近的情况下行驶。因此，内燃机 1的燃料消耗可以增加。图4A-4C示出当副变速器机构30处于第一速度或第二速度时速度变换器20的速 比vRatio与车速VSP之间的关系。在图4A中，当贯穿速比Ratio处于夹置在第二速度最低速比线与第一速度最高速 比线之间的B区域中时，副变速器机构30可设定在第一速度或第二速度。图4B中的“第一速度下的变速器速比”示出当车速VSP在副变速器机构30处于 第一速度下以及主转速Npri处于最低转速线附近的区域中逐渐增加时速度变换器20的速 比vRatio相对于车速VSP的变化。图4C中的“第二速度下的变速器速比”示出当车速VSP在副变速器机构30处于 第二速度下以及主转速Npri处于最低转速线附近的区域中逐渐增加时速度变换器20的速 比vRatio相对于车速VSP的变化。如图4B所示，当副变速器机构30处于第一速度时，如果车速VSP在车速VSP为相 应于升档线的最小车速或低于该最小车速并且主转速Npri处于最低转速线附近的区域中 上升时，速度变换器20的速比vRatio到达最高速比的附近。当速度变换器20的速比处于最高速比的附近时，与速比接近1. 0的情况相比速度 变换器20的效率在内燃机1的燃料消耗方面较差，因此在这一状态下连续行驶可能导致内 燃机1的燃料消耗增加。如图4C所示，当副变速器机构30处于第二速度时，速度变换器20的速比vRatio 比当副变速器机构30处于第一速度时更接近1. 0。因此，为了减小内燃机1的燃料燃烧，副 变速器机构30优选地在速度变换器20的速比vRatio接近1. 0时从第一速度升档至第二 速度。如上所述，当考虑在哪里升档副变速器机构30时的两个要求，即，内燃机1的变速 冲击防止和燃料消耗降低，会生矛盾的结果。为了满足上述两个要求，根据本发明的变速控制器12执行下述变速控制。参照图5，变速控制器12设定一条线，在该线上，副变速器机构30处于第一速度， 速度变换器20接近最高速比作为正常升档确定线。在车辆的正常行驶区域中，变速控制器 12根据正常升档确定线控制副变速器机构30的升档。同时，相比较于正常行驶区域，将车 辆以更低载荷或更高速度行驶的状态称为低载荷/高速度区域。在这一区域中，变速控制 器12根据通过将正常升档确定线变化至低车速侧获得的低载荷/高速度区域升档确定线 而控制副变速器机构30的升档。参照图6，将说明正常行驶区域和低载荷/高速度区域。变速控制器12将一图表预存储在存储装置122中，该图表具有图6所示的特性， 预先根据车速VSP和节气门开度TVO确定。该图中示出的两个区域之间的边界线对应于节
9气门开度TV0，在该开度下，车辆可在平坦道路上行驶而不会降低车速VSP。当由车速VSP和节气门开度TVO表示的当前车速行驶状态对应于这一图表上的正 常行驶区域时，变速控制器12根据图5所示的正常升档确定线使副变速器机构30升档。在 当前车辆行驶状态对应于低载荷/高速度区域时，变速控制器12根据图5所示的低载荷/ 高速度区域升档确定线使副变速器机构30升档。低载荷/高速度区域升档确定线是限定一区域的线，在该区域中，在低载荷/高速 度区域中行驶期间，内燃机1的燃料消耗小于当副变速器机构30处于第二速度时。更具体 地说，图5中的低载荷/高速度区域升档确定线的高车速侧上的区域对应于这一区域。低载荷/高速度区域升档确定线通过将正常升档确定线变化至低车速侧而获得。 虽然取决于速度变换器20中的变速期间由内燃机1消耗的燃料量，但是低载荷/高速度区 域升档确定线与正常升档确定线之间的差设定在例如5-lOkm/hr的车速VSP。为了确保副变速器机构30可靠地升档至更有利于燃料性能的第二速度，在低载 荷/高速度区域中行驶期间，图6中的边界线可设置在比车辆行驶在平坦道路上而不降低 车速VSP时的节气门开口稍微大的节气门开口。返回参照图5，将说明当副变速器机构30处于正常行驶区域和低载荷/高速度区 域时由变速控制器12执行在副变速器机构30上的升档控制。车辆起动执行在正常行驶区域中。在这种情况下，如该图的点划线所示，车速VSP 和主转速Npri从零开始并且沿着第一速度最低速比线逐渐地增加。一旦车速VSP和主转速Npri已经沿着第一速度最低速比线增加至特定程度，则它 们开始根据节气门开度TVO沿着预定变速线增加。当由车速VSP和主转速Npri表示的操作点在该图中变化跨过正常升档确定线时， 变速控制器12将副变速器机构30从第一速度升档至第二速度。在这一升档期间，速度变换器20的速比vRatio处于最高速比附近，因此，伴随着 副变速器机构30的升档的变速冲击被抑制到低水平。当在车速VSP和主转速Npri沿着第一速度最低速比线从零逐渐增加之后执行节 气门踏板释放操作时，车速VSP和主转速Npri朝向低载荷/高速度区域移动，如该图中的 虚线所示。变速控制器12然后参照具有图6所示的特性的图、根据车速VSP和节气门开度 TVO来确定车辆的行驶状态已经从正常行驶区域变化至低载荷/高速度区域。根据这一确定，变速控制器12将与副变速器机构30有关的升档确定从正常升档 确定线切换至低载荷/高速度区域升档确定线。接下来，变速控制器12确定由图5中的虚线所示的车辆行驶状态是否已经相交于 低载荷/高速度区域升档确定线，并且当所进行的确定从否定结果切换至肯定结果时，变 速控制器12将副变速器机构30的从第一速度档位至第二速度。在图5中，由虚线所示的车辆行驶状态相交于低载荷/高速度区域升档确定线的 位置基本上在第二速度最低速比线与第一速度最高速比线之间的中间。这一位置处的速度 变换器20的速比vRatio接近1. 0。因此，通过使副变速器机构30升档，速度变换器20可 在内燃机1的燃料消耗方面实现最大效率的速比区域中操作。通过由此允许在低载荷/高速度区域中使副变速器机构30升档期间允许小量的变速冲击，速度变换器20可在内燃机1的燃料消耗方面实现最大效率的速比区域中操作。 因此，通过执行这一控制，能够实现内燃机1的燃料消耗的降低。接下来，参照图7，将说明低载荷/高速度区域升档确定线。该图示出无级变速器4的整体扭矩损失和贯穿速比Ratio之间的关系。摩擦损失通过作为形成无级变速器4的速度变换器20和副变速器机构30的构成 部件的齿轮、滑轮等而产生。由摩擦损失导致的无级变速器4的整体扭矩损失根据副变速器机构30的档位而 有所不同，如图7所示。这里，当副变速器机构30处于第一速度时的扭矩损失曲线相交于当副变速器机 构30处于第二速度时的扭矩损失曲线的位置中的贯穿速比Ratio得以确定。所确定的车 速VSP由通过原点的直线示出在图5中。这一直线与最低转速之间的相交设定为低载荷/ 高速度区域升档确定线上相应于升档的最低车速。此外，低载荷/高速度区域升档确定线 通过改变正常升档确定线而获得，使得其通过这一交点。参照图8，现在将说明由变速控制器12执行从而选择性地应用图5所示的两个升 档确定线的变速控制程序。这一程序以程序的形式存储在变速控制器12的存储装置122中并且通过使得CPU 121读取和执行该程序而执行。在车辆行驶的同时，该变速控制器12以固定的时间间隔例 如10毫秒重复地执行这一程序。在步骤S101，变速控制器12确定副变速器机构30的当前操作位置是否为第一速度。当副变速器机构30并非处于第一速度时，变速控制器12立刻终止该程序而不执 行其他步骤的过程。当副变速器机构30处于第一速度时，变速控制器12在步骤S102读取当前车速 VSP和节气门开度TV0。此外，变速控制器12通过搜索预先存储在存储装置122中的具有 图6所示的特性的图、根据当前车速VSP、确定节气门开度TVO从而作为行驶区域边界。所 确定的值将被称为区域切换参考值。接下来，在步骤S103中，变速控制器12确定当前节气门开度TVO是否超过区域切
换参考值。在当前节气门开度TVO超过区域切换参考值时，变速控制器12通过参照预先存储 在存储装置122中的具有图5所示的特性的换档图谱在步骤S104中选择正常升档确定线。在确定当前节气门开度TVO没有超过切换开度时，变速控制器12通过参照预先存 储在存储装置122中的图5所示的换档图谱在步骤S105中选择低载荷/高速度区域升档 确定线。在步骤S104或步骤S105的过程之后的步骤S106中，变速控制器12根据当前车 速VSP和选定确定线确定主转速Npri的参考值，其将用作确定参照值，从而确定是否需要 执行升档。在步骤S107，变速控制器12通过搜索预先存储在存储装置122中的具有图9所 示的特性的换档图谱、根据当前车速VSP和油门开度TVO确定主转速Npri的最终目标值 NpriO0变速控制器12然后将主转速Npri的最终目标值NpriO与确定于步骤S106中的参考值比较。根据当前车速VSP和油门开度TVO确定主转速Npri的最终目标值NpriO的方 法记载在例如US 6，157，884中。当步骤S107的比较表示最终目标值NpriO大于参考值时，变速控制器12在步骤 S108中将副变速器机构30从第一速度升档至第二速度。在步骤S108的过程之后，变速控 制器12终止该程序。当步骤S107的比较表示最终目标值NpriO不大于参考值时，变速控制器12终止 该程序而不使副变速器机构30升档。在上述实施例中，确定当前车辆行驶状态是否对应于正常行驶区域或低载荷/高 速度行驶区域，在低载荷/高速度行驶区域中，副变速器机构30以低于正常行驶区域的车 速时升档。因此，在低载荷/高速度行驶区域中，以接近1. 0的变速器速比行驶的机会能够增 加，在该速比下，内燃机1的燃料消耗量较小，因此，内燃机1的燃料消耗可被抑制。同时，在正常行驶区域中，副变速器机构30在速度变换器20的最高速比的附近升 档，因此，能够减小副变速器机构30的升档期间产生的变速冲击。接下来，参照图10，将说明本发明的第二实施例。这一实施例的硬件构成与第一实施例相同。根据这一实施例的变速控制器12使 用具有图10所示的特性的换档图谱代替具有图5所示的特性的换档图谱在副变速器机构 30上执行升档控制。在第一实施例中，变速控制器12在正常升档确定线与低载荷/高速度区域升档确 定线之间切换，如图5所示，而在本实施例中，副变速器机构30使用单一升档确定线来升 档。相应于单一升档确定线上的升档的最小车速设定成类似于第一实施例的低载荷/ 高速度区域升档确定线上的相应于升档的最小车速。在主转速Npri等于或大于最低转速 的区域中，应用第一实施例的正常升档确定线。表示升档的最小车速的直线和图10所示的正常升档确定线通过穿过稍微高于最 低转速的主转速Npri的水平线连接。变速控制器12使用采用这种方式设定的单一升档确 定线使副变速器机构30升档。根据这一实施例，当应用单一升档确定线时，副变速器机构30在主转速Npri处于 最低转速线上或低于最低转速线的车辆操作区域中、以类似于根据第一实施例的低载荷/ 高速度区域的相应于升档的最小车速的低车速升档。通过执行这一早升档，内燃机1的燃料消耗能够在升档的最低车速的低侧上的车 速区域中类似于第一实施例地被减小。Tokugan的2009年7月17日在日本提交的2009-169178的内容通过引用的方式
结合于此。虽然已经参照特定实施例说明本发明，但是本发明并不局限于上述实施例。本领 域技术人员可以在权利要求的范围内得到上述实施例的修改和变化。
1权利要求
一种用于连接至安装在车辆中的内燃机(1)的无级变速器(4)的变速控制装置，所述无级变速器(4)包括连续地改变速比的无级变速器机构(20)以及串联地连接至无级变速器机构(20)并且选择性地应用第一速度和比第一速度高的第二速度的副变速器机构(30)，所述变速控制装置包括检测所述车辆的操作状态的传感器(41、43)；以及可编程控制器(12)，编程以根据所述车辆的操作状态，确定所述车辆是否在正常升档状态下或者在具有比所述正常升档状态更低的载荷或比所述正常升档状态更高的速度的低载荷/高速度升档状态下行驶；以及当所述车辆在所述低载荷/高速度升档状态下行驶时，控制所述副变速器机构(30)使得所述副变速器机构(30)在比所述车辆行驶在所述正常升档状态下时低的车速下，从第一速度升档至第二速度(S105 S108)。
2.根据权利要求1所述的变速控制装置，其中，所述传感器(41、43)包括检测发动机载 荷(TV0)的传感器(41)以及检测车速(VSP)的传感器(43)，所述控制器(12)进一步编程 以根据所述发动机载荷(TV0)和所述车速(VSP)，确定所述车辆是否在所述正常升档状态 下或者在具有比所述正常升档状态更低的载荷或比所述正常升档状态更高的速度的低载 荷/高速度升档状态下行驶(S103)。
3.根据权利要求2所述的变速控制装置，其中，所述控制器(12)进一步编程以；当车辆在所述正常升档状态下行驶时，选择预先根据最终目标转速和所述车速(VSP) 设定的正常升档确定线(S104)；当车辆在低载荷/高速度升档状态下行驶时，选择通过将所述正常升档确定线变化至 低车速侧获得的低载荷/高速度升档确定线(S105)；根据所述发动机载荷(TV0)和所述车速(VSP)计算所述无级变速器(4)的最终目标转 速；以及根据所述车速(VSP)、所述最终目标转速和所选定的确定线确定是否使所述副变速器 机构(30)的升档(S107)。
4.根据权利要求3所述的变速控制装置，其中，所述控制器(12)被进一步编程以抑制 所述副变速器机构(30)在比相应于升档的最小车速低的车速(VSP)下升档，所述最小车速 根据与所述内燃机(1)的最小转速对应的所述无级变速器(4)的最小输入转速和所述无级 变速器(4)的速比(Ratio)确定，在所述速比(Ratio)下，当所述副变速器机构(30)处于 所述第一速度时产生在所述无级变速器(4)中的扭矩损失等于当所述副变速器机构(30) 处于所述第二速度时产生在所述无级变速器(4)中的扭矩损失(S107)。
5.根据权利要求2所述的变速控制装置，其中，所述控制器(12)被进一步编程以确 定当所述当前发动机载荷(TV0)等于或小于区域切换参考值时，所述车辆在所述低载荷/ 高速度升档状态下行驶，所述区域切换参考值与所述车辆在平坦道路上保持所述当前车速 (VSP)时的发动机载荷相关(S103)。
6.根据权利要求2至5任一项所述的变速控制装置，其中，检测所述发动机载荷(TV0) 的所述传感器(41)由检测所述内燃机⑴的节气门开度(TV0)的节气门传感器构成。
7.一种用于连接至安装在车辆中的内燃机(1)的无级变速器(4)的变速控制方法，所述无级变速器(4)包括连续地改变速比的无级变速器机构(20)以及串联地连接至无级 变速器机构(20)并且选择性地应用第一速度和比第一速度高的第二速度的副变速器机构 (30)，所述变速控制方法包括检测所述车辆的操作状态(S102)；根据所述车辆的操作状态，确定所述车辆是否在正常升档状态下或者在具有比所述正 常升档状态更低的载荷或比所述正常升档状态更高的速度的低载荷/高速度升档状态下 行驶(S103)；以及当所述车辆在所述低载荷/高速度升档状态下行驶时，控制所述副变速器机构(30)， 使得所述副变速器机构(30)在比车辆行驶在所述正常升档状态下更低的车速下从第一速 度升档至第二速度(S105-S108)。
8. 一种用于连接至安装在车辆中的内燃机(1)的无级变速器(4)的变速控制装置， 所述无级变速器(4)包括连续地改变速比的无级变速器机构(20)以及串联地连接至无级 变速器机构(20)并且选择性地应用第一速度和比第一速度高的第二速度的副变速器机构 (30)，所述变速控制装置包括控制器(12)，所述控制器编程以控制所述副变速器机构(30)，使得当车速(VSP)经过相应于升档的最小车速时，所述 副变速器机构(30)执行从所述第一速度至所述第二速度的升档，所述最小车速根据所述 车辆能够在平坦道路上保持所述车速(VSP)的所述无级变速器(4)的最小输入转速和所述 无级变速器(4)的速比(Ratio)确定，在所述速比(Ratio)下，当所述副变速器机构(30) 处于所述第一速度时产生在所述无级变速器(4)中的扭矩损失、等于当所述副变速器机构 (30)处于所述第二速度(S 107)时产生在所述无级变速器(4)中的扭矩损失，所述无级变 速器(4)的转速等于或小于与所述内燃机(1)的最小转速相对应的所述无级变速器(4)的 最小输入转速。
全文摘要
一种车用无级变速器(4)包括连续地改变速比的速度变换器(20)以及串联地连接至速度变换器(20)并且选择性地施加第一速度和高于第一速度的第二速度的副变速器机构(30)。当车辆在具有比正常升档状态更低的载荷或更高的速度的低载荷/高速度提升速度状态下行驶时，副变速器机构(30)在低于正常升档状态的车速下将第一速度升档至第二速度，因此，抑制与副变速器机构(30)的升档相伴随的内燃机(1)的旋转变化以及由于无级变速器(4)的变速操作造成的内燃机(1)的燃料消耗量的增加。
文档编号F16H61/66GK101956815SQ20101023346
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月19日 优先权日2009年7月17日
发明者井上拓市郎, 井上真美子, 关丈二, 田中宽康, 落合辰夫, 野野村良辅, 高桥诚一郎 申请人:日产自动车株式会社;加特可株式会社