用于车辆无级变速器的控制系统的制作方法

专利名称：用于车辆无级变速器的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制系统，该控制系统用于通过学习车辆或原动机的每个运转状态的夹紧压力和反应在夹紧压力控制中的被学习结果来设定安装在车辆上的无级变速器的夹紧压力，既不太多也不太少。
背景技术：
带式无级变速器或者牵引式无级变速器通过使用在带和皮带轮之间的摩擦力或者盘和滚子之间牵引油的剪切力来传递扭矩。因此，那些种类的无级变速器的扭矩容量根据作用在扭矩传递发生地方的压力被设定。
在无级变速器中的前面所述压力被叫做“夹紧压力”。当夹紧压力被增加，扭矩容量也能被增加来避免打滑。相反的，这里产生一个缺点是用于建立高压时超出必要的动力被消耗或者动力传递的效率被降低。因此，夹紧压力或者应用压力在通常不趋于打滑的区域内被设定的尽可能的低。
在带有无级变速器的车辆中，例如，通过控制带有无级变速器的发动机转速可以提高英里数。为了不降低这种优势，因此，夹紧压力在不打滑的区域内被控制到尽可能低的水平以至于无级变速器的动力传递效率可以被尽可能的提高。理论上说，无级变速器的要求夹紧压力可以通过使用结构参数被决定，例如，摩擦系数或者被皮带轮夹紧带的角度作为变量，和通过使用例如输入扭矩或者带的运转半径的代表运行状态的参数作为常量。然而，例如输入扭矩的变量和例如摩擦系数的常量由于个体差别、寿命或估算偏差并不是恒定的。因此，预先去决定夹紧压力的精确值是非常困难的。由于这个原因，关于打滑发生时的压力或实际输入扭矩的夹紧压力基于无级变速器的实际运行状态或运行调节被测量或学习，而且被测量和学习的结果在随后的控制中被反应。
一个实例被发布在JP-A-2001-12593上，它发布了一个带有一对锥形盘和驱动件的变速器。在这个变速器中，在锥形盘之间的夹紧驱动件的接触力被改变去决定打滑限制，而且被调整以至于不会超过打滑限制，如果力被传递，速度、传动比或它们的组合是基本上恒定的。
在被发布在JP-A-2001-12593中的发明里，通过控制基于被检测的打滑限制的接触力，接触力被降低到非打滑区域中。关于速度、扭矩、变速比和温度以及表示用于特定打滑必须的接触力的特征域被存储，以便于调节接触力到相应于被存储的特征域。
在无级变速器中的夹紧压力或者前面所述的接触力是设定使得传递既不过大又不过小的输入扭矩的扭矩容量的压力。因此，夹紧压力或接触力的学习根据例如扭矩或速度的运行状态被执行，而且在和学习被执行的一样的运行状态或者相似的运行状态下，被学习值被反应在夹紧压力的控制。而且，在被发布在JP-A-2001-12593中的发明里，在预定运行条件被满足的运行状态下，通过改变接触力确定打滑限制。因此，运行状态的各种类型的打滑限制或夹紧压力不能在大区域内被决定或学习，除非无级变速器或具有无级变速器的车辆的运行状态广泛的变化。换句话说，根据被发布在JP-A-2001-12593中的发明，打滑限制的检测或者夹紧压力的学习可能被限制。

发明内容
因为注意到以上描述的技术问题，本发明被构思，它的目的是提供一种用于车辆无级变速器的控制系统，它能够完成大范围运行状态上的各自夹紧压力的学习。
根据本发明，这里提供了一种用于车辆的无级变速器的控制系统，其中，无级变速器具有传动件和旋转件，在连接到无级变速器输入侧的原动机的每个运行状态中，夹紧传动件的旋转件的夹紧压力被学习和设定。在本发明的控制系统中根据夹紧压力的学习执行条件的满足，原动机的运行状态被改变；由于原动机运行状态改变导致的扭矩的变化被抑制；而且在前面所述变化之后的原动机的运行状态中的夹紧压力在原动机运行状态被改变时的状态下被学习，而且在原动机运行状态中的变化导致了扭矩的改变被抑制。
当原动机的运行状态被改变时，通过抑制从原动机输入到无级变速器的扭矩的变化，扭矩中的变化的抑制被执行。
否则，当原动机的运行状态被改变时，通过抑制车辆中驱动扭矩的变化，扭矩中的变化的抑制被执行。
此外，根据本发明，通过选择经常使用的运行状态，原动机的运行状态被改变。
此外，根据本发明，响应由降低夹紧压力导致的无级变速器行为的改变，夹紧压力的学习被执行，而且在不经常使用的运行状态中学习被禁止。
而且，根据本发明，如果原动机的运行状态被改变而且扭矩的变化被抑制，无级变速器的变速比被控制以抑制原动机速度的变化。
根据本发明，此外，夹紧压力的学习是一种获得扭矩的被计算值和被估算值之间的比例或差异作为被学习值的控制。在这个学习中，基于夹紧压力被降低到例如带的传动件的非打滑区域的下限压力，计算相应于下限夹紧压力的原动机的扭矩，而且估算在被改变运行状态中的原动机的扭矩。
根据本发明，因此无级变速器的扭矩容量通过夹紧传动件的旋转件的夹紧压力被设定；夹紧压力在连接到无级变速器输入侧的原动机的各种运行状态中被学习；而且如果学习条件被满足，原动机的运行状态被改变。作为原动机运行状态中变化的结果，输出扭矩变化，然而，由于输出扭矩中变化导致的扭矩的这种变化被抑制。特别的，无级变速器的输入扭矩的变化和车辆的驱动扭转中的变化被抑制。在这种情况下，夹紧压力的学习被执行。因此，在车辆运行状态改变时的夹紧压力的学习和即使车辆整体运行状态不改变时扩大夹紧压力的学习范围是可能的。
根据本发明，即使车辆运行状态被改变时，输入到无级变速器的输入扭矩的变化也被抑制。因此，夹紧压力的学习能够被执行而不用改变无级变速器的输入扭矩，或者说，保持无级变速器运行状态或它的输出侧。作为结果，夹紧压力的学习区域被扩大了。
根据本发明，此外，即使原动机的运行状态被改变时，车辆的整个驱动扭矩的变化也被阻止或抑制。因此，夹紧压力的学习区域被执行而不管车辆的实际运行状态。作为结果，夹紧压力的学习区域能被扩大。
根据本发明，此外，经常使用运行状态的原动机的夹紧压力被学习。因此，反应学习结果的机会，或者说，用于设定适合于运行状态的夹紧压力的机会被增加。这对提高车辆的燃油经济性和无级变速器的耐久性有利。
根据本发明，此外，尽管通过降低夹紧压力执行夹紧压力的学习，但是夹紧压力的学习在不经常使用运行状态下被禁止。作为结果，阻止无级变速器由于降低夹紧压力而倾向于打滑产生成为了可能。
根据本发明，而且，如果扭矩中的改变依照原动机运行状态的变化被抑制，原动机的速度是可以被控制的，以至于通过控制无级变速器的变速比，建立夹紧压力被学习的运行状态下的速度。作为结果，阻止或抑制从学习的目标区域的原动机运行状态的偏离成为了可能。
从下面结合附图的详细描述中，本发明上述和其他目标以及新颖特征将被更加完全的展现。它可以被清楚的理解，然而，这些附图是仅仅用于阐述的目的而不作为本发明限制的定义。


图1是一张流程图，说明本发明的控制系统的一个控制实例。
图2是表示了一个运行区域实例的图表。
图3是用于解释流程图1中包括的预先设定控制1的一个实例的流程图。
图4是关于图1、3和5所示的控制实例的时间图。
图5是用于解释流程图1中包括的预先设定控制2的一个实例的流程图。
图6是表示了包括应用了本发明的无级变速器的传动线路的一个实例的示意框图。
图7是表示了应用了本发明的另一辆车的动力传输的示意框图。
图8是通过图7中所示的用于车辆的本发明的控制系统来解释一个控制实例的流程图。
图9是用于解释流程图8包括的预先设定控制3的一个实例的流程图。
图10是用于解释流程图9包括的预先设定控制4的一个实例的流程图。
图11是关于图8到10中的控制实例的时间图。
具体实施例方式
本发明连同它的详细实例将被描述。首先，这里将被描述的是应用了本发明的车辆的无级变速器。本发明被应用于一种带式无级变速器，其中作为传动件的带被应用在作为旋转件的皮带轮上，并被皮带轮的槽轮夹紧；或者环式(牵引式)的无级变速器，其中作为传动件的动力滚子被作为旋转件的输入和输出侧的圆盘通过机油(例如，牵引油)夹紧，其中力矩通过牵引油的剪切力传递。包括带式无级变速器1的驱动机构的一个实例在图6中被阐释。作为原动机的发动机2和具有动力产生功能的电机发电机3被布置在无级变速器1的输入侧，电机发电机3用于增加和减少额外扭矩到发动机2的输出轴上，并用于控制发动机2的转速。
简而言之，发动机2是通过燃油输出动力的动力单元。特别的，它是一种内燃机，例如汽油发动机，柴油发动机，或者天然气发动机。另一方面，电机发电机3是一种被提供电流可以作为电机的动力单元，而且当它被迫旋转时作为发电机使用。永久磁铁类型的同步电机可以被采用作为电机发电机3。因此，一种储能装置，如蓄电池5，通过转换器4被连接到电机发电机3。
发动机2和电机发电机3通过双小齿轮类型的行星齿轮机构6被连接到一起。双小齿轮类型的行星齿轮机构是动力切换机构，用于改变无级变速器1的动力输入的模式，而且发动机2被连接到太阳齿轮7上。齿圈8或内齿轮与太阳齿轮7同心布置。在太阳齿轮7和齿圈8之间，被布置了互相啮合的一对小齿轮8。小齿轮8被托架9支撑，以便于它可以在托架上旋转和绕着托架9旋转。电动发电机3被连接到托架9上。此外，那里提供了制动器B1，可选择性使齿圈8停止旋转。合适的制动器，例如多盘式制动器或者带式制动器能够作为制动器B1使用。
无级变速器1具有和相关文献中所知的带式无级变速器相同的结构。在无级变速器1中，驱动皮带轮12(或者初级皮带轮)被布置在输入轴11上(或者初级轴)，从动皮带轮14(或者次级个皮带轮)被布置在输出轴13上(或者次级轴)。带15被应用在这些皮带轮12和14上。皮带轮12和14包括固定槽轮和可移动槽轮，因此应用带15的皮带轮的槽宽和运转半径是连续可变的。同时用于轴向移动从动皮带轮的执行器16和17被分别提供给驱动皮带轮12和从动皮带轮14。
这些执行器16和17通过油压轴向移动可移动槽轮。驱动皮带轮12的槽宽通过供给或排出工作油到皮带轮12侧的执行器16来改变，随后从动皮带轮14的槽宽也被改变。作为结果，在皮带轮12和14上的带15的运转半径被改变来实现变速。另一方面，从动皮带轮14侧的执行器17建立了皮带轮12和14的夹紧压力去夹紧带15，关于到无级变速器1的输入扭矩的油压也被供给。另外，从动皮带轮14的执行器17装有用于通过工作油在压力方向上推动执行器17活塞的弹簧(未示出)。因此，当工作油未供给时，建立最小的夹紧压力。
在无级变速器1中，提供有两个离合器C1和C2，用于选择性的联结输入轴11和行星齿轮机构6。那些离合器C1和C2能够以多盘离合器作为例子，它被油压操纵。离合器C1被布置在输入轴11和托架9之间，然而离合器C2被布置在输入轴11和齿圈8之间。也就是说，不同的工作模式可以被设置通过任意的施加或者释放那些离合器C1，C2和制动器B1。这里输出轴13通过齿轮对18被连接到车轴19。
例如，假设应用离合器C1和C2，下面的工作模式被设置一种前进行驶模式，其中，通过传递发动机2的输出扭矩到无级变速器1，或者通过电机发电机3产生电能，车辆被开动；或者一种前进行驶模式，其中电机发电机3的扭矩被加到发动机2的输出扭矩上。另一方面，假设仅仅应用第一离合器C1，电机发电机3被直接连接到输入轴11上，使得一种车辆仅仅通过电机发电机3被启动的行驶模式被设定。在这个例子中，另外的，前进行驶和倒退行驶都是可能的。此外，假设应用制动器B1和第一离合器C1，仅仅通过发动机2车辆被启动的倒退行驶模式被设置。
这里提供了一个液压控制单元20，用于完成施加/释放先前所述的制动器B1、离合器C1和C2的控制，变速控制，和夹紧压力的控制。这个液压控制单元20通过电子信号被操纵完成供给，排出和调节油压。来自于混合电子控制单元(HV-ECU)21和发动机电子控制单元(E/G-ECU)22的命令信号被输入到液压控制单元20。这里混合电子控制单元(HV-ECU)21主要控制电机发电机3，并和转换器4交换信号。另一方面，发动机电子控制单元22控制燃油喷射速度和发动机2的点火正时，节气门开度等等。
此外，为了检测用于那些控制单元20，21和22的数据以执行控制，这里提供了用于检测输入轴11的速度的输入速度传感器23，用于检测输出轴13的速度的输入速度传感器24，和用于检测从动皮带轮14侧的执行器17的油压的油压传感器25，等等。
因为无级变速器1的扭矩容量对应于夹紧压力，夹紧压力被设置为和输入轴一致。输入扭矩基于发动机2的负荷因子被估算；而且，估算偏差是无法避免的。因为考虑到偏差时输入扭矩被估计，输入扭矩要比实际输入扭矩大。因此夹紧压力也要比对应于实际输入扭矩的压力要高。由于这个原因，夹紧压力在每种运行状态被学习，学习值被反映在夹紧压力的设定控制中。下面控制例子被描述。
图1是流程图，用于解释本发明控制单元20，21，22执行控制的实例。首先，判断减少来自于通常控制中的压力的夹紧压力的开始控制的条件是否被满足(步骤101)。这种条件被实例化如下应用在无级变速器1上的扭矩不会过大，控制信号和装置是正常的，等等。特别的，这种条件被实例化如下加速踏板开度的变化处于预先设定的范围内；路面等级处于预先设定的范围内；路面状态良好，即路面是平整和被铺设的；每个传感器正常工作；无级变速器1和发动机2的控制能够被正常的执行；等等。如果所有的条件被满足，步骤S101的回答是”是”。
如果控制开始条件被满足以至于步骤S101的回答是”是”，那么判断运行状态(或者运行范围)是否在下限夹紧压力的检测范围内。这里，下限夹紧压力是当夹紧压力的油压命令值低于最小值时机械建立起的夹紧压力，它不会导致无级变速器1的打滑。而且，运行状态是由无级变速器1的输入扭矩和输入转速代表的区域。如果由于发动机2的输出动力车辆被启动，例如，这个区域能通过发动机速度和负荷因子代表。
图2表示了运行区域的示意图。在图2中，发动机速度和负荷因子以合适间隔被独立分隔，被发动机速度和负荷因子分隔的独立区域是运行区域。路面负荷线在图2中被阐述，被虚线环绕的这个区域相应于下限夹紧压力检测区域。在这个运行区域中，特别的，加速和减速不被执行，驱动力矩和行驶阻力相互平衡。因此，由离心油压、弹簧的弹性力和液压控制单元20结构建立的最小油压而建立起的夹紧压力，高于与无级变速器1的输入扭矩相应的夹紧压力。因此，尽管夹紧压力低于下限时，在无级变速器1中也不会有滑移发生。
假如运行状态处于下限夹紧压力检测区域使得步骤S102的回答是”是”，则判断夹紧压力的学习在这个当前运行状态属于的区域内是否被停止，换句话说，判断运行区域是否是已学习区域。如果运行区域属于学习还没被执行的区域，以至于步骤S103的回答是”否”，下限夹紧压力的检测控制被执行(在S104)。在这种检测控制中，当S101的条件被满足时，设定夹紧压力的油压的命令值被降低，即车辆的行驶状态是稳定行驶状态或者是准稳定行驶状态，而且当无级变速器1的打滑没有被检测出时，夹紧压力在实际油压达到关于最小命令值的压力的状态下被检测出来。于是作为以这样的方式获得下限夹紧压力的结果，在运行区域中被学习值能被从当前运行状态下的输入扭矩得到的理论夹紧压力和被检测的下限夹紧压力中获得。因此，这种运行区域成为了已学习区域。例如，被学习值是通过反推计算从下限夹紧压力获得的输入扭转和类似基于负荷因子估算的输入扭矩之间的一个比例系数。否则，被学习值可能是理论夹紧压力和下限夹紧压力之间的一个比例系数或者偏差。
相反的，如果步骤S103的回答是”是”，特别的，如果当前运行状态位于已学习区域，预设控制1或者预设控制2被执行(在S105)。尽管那些预设控制1和2将在后文中被详细描述，它的主要内容示下限夹紧压力的检测。根据那些预设控制，根据关于运行状态是否在学习区域中的判断，在不同运行区域中执行学习。
另一方面，如果步骤S101的回答是”否”，特别的，如果学习控制的开始条件没有被满足，通常的夹紧压力控制被执行(在步骤S106)。通常夹紧压力控制主要针对在无级变速器1中传递力矩而不会导致打滑，它是一种提供者液压控制单元20的线性压力或初始压力到从动皮带轮14侧的执行器17上的控制。换句话说，通常的夹紧压力控制是一种设定夹紧压力的控制，即下列压力的总和基于输入扭矩(估算值)决定的理论夹紧压力，估算变化的补偿压力，用于处理在颠簸路面上估算出的由于路面波动导致的作用在无级变速器1上的扭矩波动的压力，等等。因此，被设定的夹紧压力要高于前面所述的下限压力或者打滑限制压力。
如果运行状态位于下限夹紧压力检测区域之外，使得步骤S102的回答是”否”，则判断当前的运行状态是否是已学习区域(在步骤S107)。这个步骤是类似于前面提及步骤S103的一个判断步骤。如果，被学习值已经被获得使得步骤S107的回答是”是”，下限夹紧压力反应控制被执行(在步骤S108)。正如上面所描述的，被学习值是一个被称作额外压力的值，例如被加到实际所需夹紧压力的补偿压力，一种在控制中变化和估算偏差的考虑。被学习值基于实际运行状态被估算。因此，在步骤S108，从基于当前负荷因子和其它因子获得的输入扭矩(或者估算的输入扭矩)计算得到的理论压力根据学习值被修正，而且油压被控制以至于设定到修正的油压。其结果是，估算被估算偏差的额外扭矩或者类似值从夹紧压力中被消除。因此，夹紧压力可以被设定很低而不会导致打滑。
如果当前的运行状态属于的区域的被学习值还没有被获得以至于步骤S107的回答是”否”，通常的控制作为前面所述的步骤S106被执行(在步骤S109)。
下面，这里将被描述预设控制1，它在前面所述的步骤S105被执行。图3是用于解释预设控制1的控制实例的流程图。首先，判断蓄电池5的充电状态(下文中简称为SOC)是否是预设值或小于预设值。这个预设值小于蓄电池5的全充电状态的值。换句话来说，在步骤S201，判断电机发电机3是否能完成再生行为。
如果步骤S201的回答是”是”，运行区域的存在被决定(在步骤S202)，其中速度和当前发动机速度(或者叫E/G速度)一样，但是负荷因子和当前发动机速度不一样，而且它的被学习值还不能被获得。通过参考图2这种情况被解释。特别的，这是区域存在的检测或者判断，它在预先决定的已学习区域的上部或者下部区域，预先决定的已学习区域在图2中由虚线包围的下限夹紧压力检测区域内。那么，基于步骤S202的决定结果确定未学习区域的存在(在S203)。
如果未学习区域存在以至于步骤S203的回答是”是”，获得未学习区域的被学习值的控制被执行。首先，输出增加或者减少负荷因子到未学习区域的命令，然后再生扭矩或者驱动力矩以来自于负荷因子变化的结果估算发动机扭矩(或者估算E/G扭矩)的增加或变化数量被输出(在步骤S204)。特别的，抑制来自于因为电机发电机3使得发动机2运行状态变化的输出扭矩变化的控制被执行。因此，原则上说，输入到无级变速器1上的扭矩没有变化发生。
在这种情况下，下限夹紧压力的检测控制被执行(在步骤S205)。这是类似于前面所述步骤S104的一种控制，而且这种控制将会减少夹紧压力到下限，通过按照预设的斜率逐渐减少油压命令值到由结构上被决定的最小值并且在预先设定的时间段里保持被减少的命令值，或者在逐步减少它之后逐渐减少油压命令值到最小值并在预先设定的时间段里保持被减少的命令值。作为结果，当前的夹紧压力被检测。被学习值通过使用因此获得的下限夹紧压力被获得。
这里将解释被学习值的计算实例。夹紧压力Psccal由下式决定Psccal＝(Tin·cosθ)/2·μ·Aout·Rin这里符号θ代表皮带轮12和14夹紧皮带15的夹紧角，μ是摩擦系数(估计值)，Aout项代表从动皮带轮14侧的执行器17的活塞的接受区域的压力，Rin项代表在驱动皮带轮12上带15的运转半径。另外，输入扭矩Tin是发动机扭矩Te加电机发电机3的扭矩Tm之和。因此，计算示可以用下列公式表达Tin＝Te+Tm夹紧压力是从动皮带轮14侧的执行器17的实际油压Pd加由机械因子建立的压力Psch之和，例如离心油压，弹簧的弹性力等等。因此，实际油压Pd使用前面所述的关于输入压力的夹紧压力Psccal，被下列公式表达Pd＝Psccal-Psch发动机扭矩Te能使用那些公式被解答，而且它被下列公式表达Te＝{(Pd+Psch)·(2μ·Aout·Rin)/cosθ}-Tm在公式中实际油压Pd被油压传感器25检测，当压力被下限夹紧压力的命令值设定，而且电机发电机3的扭矩Tm从例如电机发电机3的电流值的数据中被获得。另一些参数在机械或者结构上被决定。因此，关于下限夹紧压力的发动机扭矩通过先前所述的公式被计算出来。
另一方面，通过改变负荷因子到未学习区域估算出的被估算发动机扭矩能被预先获得作为发动机2的特征数据，再生扭矩Tm或者驱动扭矩Tm能够从控制数据中容易的获得，而它们和发动机负荷因子的变化同步。因此，被估算的发动机扭矩相关值(即被估算的输入扭矩)Tepre，它在改变负荷因子之后被估算，能够从发动机2的负荷因子或类似参数获得的被估算扭矩值和电机发电机3的扭矩Tm中容易的获得。
因此，未学习区域的被学习值α能够作为那些扭转之间的比例系数被获得，即α＝Te/Tepre也就是说，这个已学习值α和发动机扭矩或者关于发动机扭矩的夹紧压力(或者理论夹紧压力)的修正系数相应。
因此获得被学习值α的结果中，未学习区域变成了已学习区域。这里，如果先前所述步骤S201的回答是”否”，而且如果运行状态处于已学习区域以至于步骤S203的回答是”否”，那么反映在夹紧压力设定上的下限夹紧压力的控制被执行。在前面所述的被学习值α的实例中，输入扭矩通过从发动机2或类似的负荷因子获得的被估算的发动机扭矩与被学习值α相乘得到，而且夹紧压力基于被计算的输入扭矩被获得。因此，包括在被估算的发动机扭矩中的关于额外压力(或者额外压力的某个百分数)的夹紧压力被消除。因此，有可能优化夹紧压力。
图4示意性的表示出扭矩、油压和变速比的变化，其中先前所述的控制被执行。作为控制开始的结果，发动机扭矩Te增加。然而，在另一方面，电机发电机3的再生扭矩Tm依照发动机扭矩Te的增加被产生。输入到无级变速器1的输入扭矩从而被充分的保持稳定。同时，油压命令值被逐渐的减少以至于实际油压Pd被逐渐的减少到下限夹紧压力。而且，变速比被保持在恒定值上。因此，在传动皮带轮上的带15的运转半径Rin将不被改变。
在夹紧压力达到下限之后，油压命令值被逐步的增加到大于初始值的值，然后使用被学习值的夹紧压力控制(即反应控制)被执行。作为结果，夹紧压力被设定到低于通常控制的压力。
根据前面所述的控制，通过甚至当夹紧压力被减少到下限时在不会导致打滑的运行状态中改变发动机负荷因子，并通过偏移由于电机发电机3使得发动机负荷因子变化导致的发动机扭矩的变化，在到无级变速器1输入扭矩保持恒定不改变的状态下执行学习。因此，可能获得未学习区域的被学习值而不用改变发动机的运行状态和输入到无级变速器1的输入扭矩。此外，如果运行状态进入未学习区域时，夹紧压力能够通过使用被学习值被优化。由于这个原因，可能在大范围运行区域中执行学习，而不用等待车辆运行状态中的变化。
根据本发明的控制系统，属于不同于在实际行驶中当前发动机2的运行状态的运行区域的学习，通过改变发动机2的运行状态被执行。这能够在运行区域的广大区域中执行学习，另一方面，学习也在实际工作中极少使用的运行区域内被执行。因此，为了避免执行这种无用的学习，学习的执行和不执行通过对运行频率的评价被决定。一个实例如图5所示。这里，在图5所示的控制实例中，评价或者决定运行频率的步骤被加入到图3所示的控制实例中。因此，通过分配共同附图标记到图5中，图3所示控制实例的通用步骤的深入描述将被省略。
在图5中，如果发动机速度和在已学习区域中的一样而且负荷因子不同于已学习区域中的数据的运行区域是未学习区域，以至于步骤S203的回答是”是”，则属于未学习区域的运行状态使用中的频率被评价(在步骤S207)。关于车辆的行驶模式，在典型的行驶模式中，例如，车辆被加速，然后以恒定速度行驶，然后通过制动器制动。这意味着用于使用强的发动机制动不是那么经常的。关于发动机2的运行区域，因此，图2中阴影区域的运行频率是经常的是可以得到的。由于这个原因，通过预先存储这些经常使用的运行区域，前面所述步骤S207的评价也可以参考这些经常使用运行状态的数据被执行。除此之外，或者对其补充，通过计算实际行驶中每个运行区域的使用次数，前面所述S207的评价也可以参考独立运行区域的被分类的运行频率的数据被执行。
那么，随后评价在前面所述的步骤S207的未学习区域的运行频率，判断未学习区域是否被经常使用(在步骤S208)。如果步骤S208的回答是”否”，特别的，未学习区域的运行频率是中等或高时，从而程序前进到前面所述的S204和S205，夹紧压力的学习被执行。相反的，如果未学习区域的运行频率是低的而且步骤S208的回答是”是”，当前的运行区域属于已学习区域(参考S103)以至于下限夹紧压力反应控制在当前运行区域被执行(在步骤S206)。特别的，低频率使用运行区域的学习被禁止。
由于图5所示控制执行的原因，因此，包括用于减少夹紧压力的操作的学习控制的执行次数被减少。其结果是，在无级变速器1中，由于减少夹紧压力导致打滑的可能性和机会能够被减少。
另外，在图1，3和5中的前面所述的控制中，通过减少到无级变速器1的输入扭矩到下限夹紧压力侦侧区域执行学习，在这个区域中尽管油压命令值被减少到最小，打滑的可能性也是微乎其微。作为选择，，在打滑可能发生的运行区域中，通过减少夹紧压力直到打滑开始发生时从而学习打滑极限夹紧压力，而且通过由电机发电机3控制发动机2的输出扭矩到已学习区域的输入扭矩，在未学习区域的夹紧压力可以执行学习。
因此在被深入描述的控制实例中，输入到无级变速器1的输入扭矩不发生变化。然而，根据本发明，夹紧压力的学习可以通过改变发动机2的负荷因子和保持车辆的整个驱动力矩基本恒定被执行。这样能够设定不仅是输入扭矩的被估算偏差而且是摩擦系数的被估算偏差被修正的夹紧压力。
图7示意性的表示了四轮驱动混合动力车辆的动力传动系。在这种结构中，前面所述的行星齿轮机构6被提供作为一种前进/后退的切换机构。特别的，太阳齿轮7和行星齿轮机构6通过带有锁止离合器的扭矩转换器26相连。而且，这里提供的锁住离合器Co用于选择性的连接太阳齿轮7和托架9。此外，无级变速器1上的托架9和输入轴11被互相连接。另外，扭矩从无级变速器1的输出轴13被输出到前轴19上。另一方面，电机发电机3被安装在后轮侧，被连接到后轴28上。其余的结构和图6中的结构类似，所以通过分配共同附图标记到图7中深入的描述被省略。
参考图8到11，这里将被描述的是施加到四轮驱动车辆上的夹紧压力的控制实例。在图8中，首先，判断控制开始条件是否被满足(在步骤S401)。这个判断类似于前面所述步骤S101的步骤S101。如果步骤S401的回答是”是”，则判断发动机2的运行状态是否在限制夹紧压力的检测区域。这里，限制夹紧压力是夹紧压力，其中过大的打滑(即大量的打滑)在无级变速器1中开始发生，或者说恰在大量的打滑前的夹紧压力。因此，限制夹紧压力的区域在图2的阴影区域的外面。另外，也可能检测到前面所述的下限夹紧压力，而不是限制夹紧压力。因此，图8所示的控制的流程图和图1所示的图类似。
如果步骤S402的回答是”是”，则判断被学习值是否已经在当前运行状态属于的区域中被获得。这个判断类似于前面所述步骤S103中所做的。如果步骤S403的回答是”否”，限制夹紧压力的检测控制被执行(在步骤S404)。特别的，通过当设定夹紧压力在通常控制中时逐渐减少油压命令值，和监视变速比和减少过程中变速率，打滑的发生和发生时的夹紧压力被检测。另外，如果当前运行状态在下限夹紧压力检测区域中时，检测下限夹紧压力，而不是打滑限制夹紧压力。相反的，如果步骤S403的回答是”是”，之后描述的预设控制3被执行(在步骤S405)。
如果步骤S401的回答是”否”，减少夹紧压力的条件不满足，因此，通常夹紧压力被执行(在步骤S406)。这个控制类似于图1中前面所述的步骤S106执行的控制。此外，如果步骤S402回答是”否”，则判断当前运行状态是否在已学习区域(在步骤S407)。如果当前运行状态在已学习区域中，基于被学习值的反应限制夹紧压力的夹紧压力控制被执行(在步骤S408)。相反的，如果步骤S407的回答是”否”，通常的夹紧压力控制被执行(在步骤S409)。
下面，参考图9和10，在步骤S405的预设控制3被描述。也在预先控制3中，电机发电机3被驱动和运行以完成再生行为。电机发电机3被驱动或运行以完成在预设控制3中的再生行为。因此，判断蓄电池5的状态是否能够完成再生行为，即SOC是预设值或更小。这种判断类似于前面所述的步骤S201所做的判断。如果步骤S501的回答是”是”，未学习区域的存在被决定(在步骤S502)，其中发动机速度一样而负荷因子不同，然后，判断未学习运行区域的存在(在步骤S503)。作为步骤S502和S503那些控制和图3所示的步骤S202和S203是类似的。
如果未学习区域存在以至于步骤S503的回答是”是”，当前的驱动命令F_tgt基于当前加速踏板开度和车辆速度被计算。这个计算在现有技术中已经作出，例如，通过使用映射值或依照运算表达式。然后在研究区域中的估算的发动机扭矩Te_pre被计算(在步骤S505)。正如已经被描述的，运行区域被负荷因子和速度决定，以至于被估算的发动机扭矩Te_pre能够基于那些数据被计算。
在图7所示的动力系统中，发动机2的输出扭矩被传递到前轴19。因此，被估算驱动命令Ff_pre使用下列公式被计算(在步骤S506)Ff_pre＝Te_pre·γ·ηf_pre这里，γ项代表前侧的变速比，η项代表前侧的动力传递效率。
此外，后轮侧(即后侧)的扭矩Tm_pre，它被需要保持或者不改变车辆的整个驱动力(或者驱动扭矩)，使用下面的公式被计算(在步骤S507)Tm_pre＝(F_tgt-Ff_pre)·Rr/(gr·ηf_pre)这里，Rr项代表后轮的有效半径，gr项代表后侧的变速比，而且ηf_pre项代表后侧的动力传递效率。
在随后的步骤S508，当保持驱动力时，用于改变发动机2的运行区域的预设控制4基于那些被计算的数据被执行。控制实例在图10中被表示，而且相关的时间图在图11中被表示。在图10中，发动机2的负荷因子被改变到未学习区域，同时后侧的扭矩被改变到在步骤S507获得的Tm_pre(在步骤601)。它通过发动机扭矩的增加和被电机发电机3完成的再生被实例化。那些在图11中被表示出来。
既然这样，如果被估算的发动机扭矩Te_pre小于实际的发动机扭矩，电机发电机3的扭矩的减少量可能非常大。因此，在车辆驱动力的减少量可以被减少，而且车辆速度也可以被降低。此外，如果车辆速度下降，发动机速度被减少以至于运行区域被改变。为了避免这种情况，因此，发动机速度(即无级变速器1的输入速度)通过无级变速器1的变速控制(即降档命令)被保持在恒定的速度(在步骤S602)。另外，因为在这个过程中作用在无级变速器1上的扭矩被增加，供给到从动皮带轮侧14的执行器17以设定夹紧压力的油压(即第二油压)被增加。
此外，由于前面所述的变速控制(即降档命令)，前侧的驱动力被改变。因此，为了补偿前侧驱动力中的变化，后侧的扭矩被电机发电机3控制(在步骤S603)。作为结果，当保持车辆的整个驱动力几乎没有变化时，发动机2的运行状态，即到无级变速器1的输入扭矩，被改变。因此被设定的发动机2的运行状态是未学习区域，因此，限制夹紧压力的检测控制被执行(在步骤S509)。
一种情况在图11中被示意性的表示。第二油压的命令值如虚线表示的被逐步减少，而且以预先设定的斜率逐渐减少。实际油压响应命令值的减少被逐渐减少。在这个过程中，当无级变速器1中的打滑发生时，由于输入速度的增加，变速比被增加。因此，在此行为的这种变化下无级变速器1的打滑被检测，而且在打滑开始时刻的油压作为限制夹紧压力被检测。这里，如图11所示，由于打滑被检测的原因，第二油压被逐步增加，以便向打滑会聚。
基于步骤S509被检测的限制压力，被学习值被计算。基于下限夹紧压力的前面所述的计算，被学习值的计算可以完成。而且，正如反应基于夹紧压力控制的下限夹紧压力的被学习值的前面所述的控制，在夹紧压力控制上的反应学习值的控制能够被执行。
这里，如果前面所述步骤S501是”否”，或者如果前面所述步骤S503是”否”，当前运行状态处于已学习区域，以至于限制夹紧压力反应控制使用每个运行区域的被学习值被执行(在步骤S510)。
根据用于执行前面所述控制的本发明的控制系统，当改变负荷因子或者发动机的输出扭矩2到负荷因子或者在未学习区域的输出扭矩，和抑制由于电机发电机3使得发动机2的运行状态中的变化导致的驱动力的变化时，夹紧压力的学习被执行。因此，在未学习区域中的被学习值能通过改变发动机2的运行区域而不改变车辆的运行区域被获得。特别的，在图8到10所示的控制实例中，通过改变输入到无级变速器1的扭矩，学习被执行。因此，发动机扭矩和摩擦系数的被估算的偏差反映在要获得的被学习值。根据使用被学习值的夹紧压力控制，因此，设定修正输入扭矩和摩擦系数的被估算偏差的夹紧压力是可能的。这更加正确的优化了夹紧压力。此外，如果运行状态处于未学习区域，夹紧压力能够使用被学习值被优化。作为结果，学习能够在大范围内被执行，而不用等待车辆运行状态的变化。
前面所述特殊实例和本发明的关系将被简单的描述。用于执行步骤S204和S601的装置和本发明的运行状态改变装置和扭矩变化抑制装置一致，用于执行步骤S205和S509和本发明的夹紧压力学习装置一致，用于执行步骤S207的装置和本发明中用于改变运行状态到经常使用的运行状态的装置一致，用于执行步骤S208的装置和本发明中用于在不经常使用运行区域中禁止学习的装置一致，而且用于执行步骤S602和本发明中变速比控制装置一致。
这里，本发明不应该被限制在详细描述的具体实例中。用于由于发动机运行状态变化导致的无级变速器中输入扭矩或者驱动力的变化的抑制装置可以是适合的装置而不仅仅是前面所述的电机发电机。举个例子，用于改变发动机辅助驱动的负荷的装置，用于改变车辆制动器的制动力或者类似的装置可以被使用。因此，本发明应用的车辆不应该仅仅限制在混合动力车。本发明也可以被应用到具有一种原动机的普通车辆上，例如内燃机或者电机。而且，本发明可以被应用到不仅仅是带式无级变速器而且是环式无级变速器上。
权利要求
1.一种用于车辆的无级变速器的控制系统，其中旋转件(12，14)夹紧传动件(15)的夹紧压力在原动机(2)的每个运转状态下被学习并被设定，该原动机(2)连接到无级变速器(1)的输入端，该无级变速器(1)具有这些旋转件(12，14)和传动件(15)，其特征在于，包括一个运转状态改变装置(22)，响应夹紧压力的学习执行条件的满足，改变原动机(2)的运转状态；一个扭矩变化抑制装置(3，21)，抑制由于原动机(2)运转状态的变化引起的扭矩的变化；和一个夹紧压力学习装置(20)，当原动机(2)的运转状态正在变化并且由于原动机(2)运转状态的改变引起的扭矩变化正在被扭矩变化抑制装置所抑制时，学习在变化后原动机(2)运转状态中的夹紧压力。
2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于扭矩变化抑制装置(3，21)包括一个装置，当原动机的运转状态被改变时，该装置抑制从原动机(2)输入到无级变速器的扭矩的变化。
3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于原动机(2)包括内燃机；并且扭矩变化抑制装置(3，21)包括至少一个下列装置电机发电机(3)，由内燃机(2)驱动，或将扭矩作用到从内燃机(2)输出的扭矩上，和连接到内燃机(2)的辅助机器。
4.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于还包括行星齿轮机构(6)，它具有能够彼此差速转动的三个旋转件；所述内燃机(2)连接到第一旋转件(6)，电机发电机(3)连接到第二旋转件(9)；无级变速器(1)连接到第三旋转件(8)。
5.如权利要求4所述的控制系统，其特征在于所述行星齿轮机构(6)包括一个双小齿轮型的行星齿轮机构，该行星齿轮机构包括作为第一旋转件的太阳齿轮(6)；与太阳齿轮(6)同心布置的、作为第三旋转件的齿圈(8)；作为第二旋转件的托架(9)，它以可转动并能旋转的方式保持着与太阳齿轮(6)相啮合的第一小齿轮以及与第一小齿轮和齿圈(8)相啮合的第二小齿轮。
6.如权利要求5所述的控制系统，其特征在于，还包括离合机构(C1，C2)，选择性地将托架(9)和齿圈(8)连接到无级变速器(1)；和制动器(B1)，选择性地固定齿圈(8)。
7.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于扭矩变化抑制装置(3，21)包括一个装置，当原动机(2)的运转状态被改变时，该装置抑制车辆驱动扭矩的变化。
8.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于扭矩变化抑制装置(3，21)包括至少一个下列装置另一个原动机(3)，连接到车轮，而不是扭矩从原动机(3)通过无级变速器(1)传递到的车轮，和制动器，用于制动所述任一车轮。
9.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于所述另一个原动机(3)包括电机发电机(3)，该电机发电机(3)被控制在动力方式或再生方式。
10.如权利要求1到9中任一条所述的控制系统，其特征在于运转状态改变装置(22)包括一个装置，该装置通过选择经常使用的运转状态来改变原动机(2)的运转状态。
11.如权利要求1到10中任一条所述的控制系统，其特征在于夹紧压力学习装置(20)包括一个装置，响应由于降低夹紧压力而引起的无级变速器(1)的性能变化而学习夹紧压力，并禁止在很少使用的运转状态中学习。
12.如权利要求1到11中任一条所述的控制系统，其特征在于，还包括变速比控制装置(20)，当原动机(2)的运转状态被改变并且扭矩的改变由扭矩变化抑制装置(3，21)抑制时，控制无级变速器(1)的变速比。
13.如权利要求1到12中任一条所述的控制系统，其特征在于，还包括一个夹紧压力降低装置(20)，在原动机(2)的运转装置由运转状态改变装置(22)被改变，并且由于原动机(2)的运转状态的变化引起的扭矩变化被扭矩变化抑制装置(3，21)抑制的情况下，用于将夹紧压力降低到传动件(15)不发生打滑的下限，以及夹紧压力学习装置(20)包括计算装置，根据下限压力和由扭矩变化抑制装置(3，21)输出或吸收的扭矩，得到变化后原动机(2)在运转状态下的输出扭矩；估算装置，根据变化后的运转状态估计原动机(2)的输出扭矩；和学习值计算装置，得到由计算装置获得的输出扭矩和由估算装置估计的估算输出扭矩之间的差，作为学习值。
14.如权利要求13所述的控制系统，其特征在于还包括一个用于检测运行状态的运行状态检测装置，其中即使当设定夹紧压力的液压降低到可控制范围内的下限时，也不发生传动件(15)的打滑；并且夹紧压力降低装置(20)包括一个装置，在由运行状态检测装置检测出所述运行状态的情况下，该装置降低夹紧压力。
15.如权利要求13所述的控制系统，其特征在于夹紧压力降低装置(20)包括一个装置，该装置将夹紧压力降低到恰在传动件(15)开始打滑之前的压力，并且将恰在打滑发生之前的压力设定为下限压力。
16.如权利要求1到15中任一条所述的控制系统，其特征在于运转状态改变装置(22)包括一个装置，将原动机(2)的运转状态变化到学习没有完成的状态。
全文摘要
一种用于车辆的无级变速器的控制系统，其中旋转件夹紧传动件的夹紧压力在原动机的每个运转状态下被学习并被设定，该原动机连接到无级变速器的输入端，该无级变速器具有这些旋转件和传动件。该控制系统包括一个运转状态改变机构，响应夹紧压力的学习执行条件的满足，用于原动机的运转状态；一个扭矩变化抑制机构，抑制由于原动机运转状态的改变导致的扭矩的变化；和一个夹紧压力学习装置，当原动机的运转状态正在改变并且由于原动机运转状态的改变引起的扭矩变化正在被扭矩变化抑制装置所抑制时，在变化后学习原动机运转状态中的夹紧压力。
文档编号B60W10/10GK1657803SQ20051005090
公开日2005年8月24日 申请日期2005年2月18日 优先权日2004年2月18日
发明者鸳海恭弘, 岩月邦裕, 天谷隆之 申请人:丰田自动车株式会社