无级变速器的制作方法

专利名称：无级变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及无级变速器，更具体而言，涉及用于将动力从驱动单元的 输出轴传递到离心式离合器的输入轴的无级变速器，其变速比由控制单元 控制。
背景技术：
例如，如图1和2所示，速可达型摩托车1000的动力单元900中的动力以下述顺序传递作为驱动单元的发动机100;无级变速器200;离心式离合器300;减速齿轮400;以及驱动轮500。例如，如图3所示，离心 式离合器300安装在无级变速器200的次级带轮14的中空中心轴12 (离 心式离合器300的次级轴或输入轴)与延伸穿过中心轴12的末级齿轮轴 401 (离心式离合器300的输出轴)之间。如图3和4所示，离心式离合器 300包括离合器片301、离合器蹄片302、离合器弹簧303和离合器壳体 304 (离合器外壳)。如图3所示，离合器片301固定到无级变速器200的次级带轮14的中 心轴12。用于组装离合器蹄片302的销305以突起的方式设置在离合器片 301中。在如图3所示的示例中，三个销305沿周向安装在规则间隔处。 如图4所示，离合器蹄片302的一端安装到销305以转动，其中销305安 装到离合器片301。离合器弹簧303被组装为将离合器蹄片302的一端连 接到周向上相邻的离合器蹄片302的另一端。离合器弹簧303施加弹性反 作用力，以定常地使相邻离合器蹄片302的一端和另一端互相吸引。离合 器壳体304是碗状构件，其安装到延伸穿过中空中心轴12的末级齿轮轴 401，并布置为覆盖离合器蹄片302的组件310。如图4所示，当发动机IOO处于停止时，离合器蹄片302的组件310 由于离合器弹簧303的弹性反作用力而整体收縮，并且离合器蹄片302和离合器壳体304不互相接触。如图5所示，当在发动机IOO起动的情况下 次级带轮14开始旋转时，离合器蹄片302的组件310在其离心力抵抗离合 器弹簧303的弹性反作用力的情况下整体延展，并且离合器蹄片302与离 合器壳体304进行接触。然后，在发生离合器蹄片302和离合器壳体304 在滑动的同时传递转矩的失速状态的情况下，离合器蹄片302和离合器壳 体304通过离合器蹄片302与离合器壳体304之间作用的摩擦力而达到连 接状态。在离心式离合器300中，响应于离合器蹄片302和离合器壳体 304的摩擦力的转矩传递到末级齿轮轴401。例如，JP-A-2006-71096公开 了这种离心式离合器300。此外，如图2所示，由控制单元600来控制无级变速器200的变速 比。控制单元600设置有数据库(速比图)，用于基于在车辆行驶时的各 种驱动模式下的车速、发动机转速、节气门开度等来预先设定作为控制目 标的目标变速比。控制单元600遵循速比图以基于诸如实际车速和节气门 开度之类的信息来设定作为控制目标的目标变速比。在起动时需要更大的力。因此，在起动时通常以预定的低档速比来控 制无级变速器200。相反，JP-A-3194641中提供了一种用于存储基于各个 节气门开度的预设起动时变速比的起动变速比存储装置。其公开了， 一旦 发动机速度沿着升高方向经过预设值，则起动速比存储装置获取与节气门 开度相对应的起动时变速比，并接着将无级变速器的变速比调节为所读取 的变速比。该专利文献公开了，在起动时根据节气门开度设定无级变速器的变速 比，§卩，在起动时根据节气门开度，相比最低档速比，将无级变速器的目 标变速比控制为更接近高档侧。此外，根据该专利文献，其描述了由于该 控制，"因为当发动机速度开始升高时在较早阶段设定起动速比，并且因 为无级变速器3的带轮6b被驱动，如图5 (b)中的虚线所示，因此可以 进行平稳的起动，而不会产生发动机的过高转速，发生由于对发动机过高 转速的额外抑制控制引起的下冲(undershooting)，或者引起反复的过冲 (overshooting)和下冲(即所谓振荡)"(JP-A-2006-71096，第0037 段)。[专利文献1]专利第3,194,641号 [专利文献2] JP-A-2006-71096发明内容本发明解决的问题在离合器蹄片由于老化等已经磨损为相当显著的程度的情况下，在起 动时离心式离合器啮合之前，发动机的转速变得异常地高。如上所述，在 离合器蹄片302由于老化等己经磨损为相当显著的程度的情况下，离心式 离合器300的失速状态持续较长的时段，并且发动机100的转速变得异常 地高。因此，离合器蹄片302的摩擦构件进入其能被容易地进一步磨损的 状态。结果，需要在更早阶段更换离合器蹄片302。顺便提及，因为在前 述专利第3,194,641号所公开的控制中，响应于节气门开度将变速比均匀 地控制为预定低档侧，所以通过前述专利第3,194,641号所公开的控制不 能解决前述问题。解决问题的手段本发明的效果根据本发明的无级变速器，在离心式离合器松开并且驱动单元的速度 高于驱动单元的预定转速的情况下，通过用于使离心式离合器啮合的离合 器啮合处理来将向高档侧控制无级变速器的变速比。因此，可以防止驱动 单元的转速变得异常地高于驱动单元的预定转速。此外，通过縮短离心式 离合器失速的时段来允许离心式离合器以更快的速度啮合。因此，可以防 止例如离合器蹄片的磨损之类的离心式离合器的进一步劣化。此外，例 如，在驱动单元的转速未变得高于驱动单元的预定转速的情况下，不执行 离合器啮合处理。因此，当离心式离合器正常工作时，正常地控制无级变 速器，并可以在起动时获得合适的转矩。


图1是设置有根据本发明实施例的无级变速器的摩托车的侧视图。图2是无级变速器的示意图。图3是离心式离合器的剖视图。图4是离心式离合器的正剖视图。图5是示出使用状态下的离心式离合器的正剖视图。图6是表示在起动时发动机的转速、变速比、离心式离合器的转速以及车速的变化的图。图7是表示在起动时发动机的转速、变速比、离心式离合器的转速以及车速的变化的图。图8是表示离心式离合器的输入转矩和输出转矩之间关系的图。图9是根据本发明实施例的无级变速器的示意图。图IO是根据本发明实施例的无级变速器的局部剖视图。图11是根据本发明实施例的无级变速器的局部剖视图。图12是表示在根据本发明实施例的无级变速器的起动时发动机的转速、变速比、离心式离合器的转速以及车速的变化的图。 图13是根据本发明实施例的无级变速器的流程图。 图14是根据本发明实施例的无级变速器的速比图。 图15是根据本发明实施例的无级变速器的流程图。
具体实施方式
此后将参考附图对根据本发明实施例的无级变速器进行说明。在附图 中，相同标号给予具有相同功能的构件和部件。应该理解，本发明不限于 下述实施例。本发明人考虑了与用于将动力从诸如驱动单元的输出轴传递到离心式 离合器的输入轴的无级变速器相关的合适控制方法。如上所述，如果离合 器蹄片由于老化等已经磨损到相当显著的程度，则起动时在离心式离合器 啮合之前发动机的转速变得异常地高。通常在这种情况下，离合器蹄片或 离心式离合器被更换为新的。除了离合器蹄片的老化之外，例如在诸如油 之类的异物进入离合器壳体与离合器蹄片之间的空间时，或者杠杆在更换 为新的离合器之后，或者在较冷状况下起动时，由于离合器壳体与离合器蹄片之间的摩擦不稳定，以类似的方式发生在起动时离心式离合器啮合之 前发动机的转速变得异常地高的情况。本发明人考虑了在这种情况下是否 可以通过改变无级变速器的控制来缓解发动机的转速的异常升高。为了研究这种情况，如图6所示，本发明人测量了当速可达型摩托车1000从停止开始移动时的发动机的转速"a"、无级变速器的次级带轮的 转速"b"以及车速"c"。此外，根据车速"c"来计算离心式离合器300 的输出轴401的转速"d"。顺便提及，无级变速器的目标变速比"e"表 示控制的目标值，其分别由控制单元来设定。在此测试中，如图2所示， 遵循预设速比图601，基于诸如车速"c"和节气门开度之类的信息来设定 作为控制目标的目标变速比"e"。此后将描述对于速可达型摩托车的离心式离合器正常工作的情况的测 量结果。在此情况下，如图6所示， 一旦发动机的转速"a"升高到一定程 度，离心式离合器300开始失速。在离心式离合器300正常工作的情况 下，发动机的转速"a"几乎不升高。然后，在离心式离合器300失速一或 两秒之后，离心式离合器300啮合。此外，如图6所示，当离心式离合器 300正在失速时，离心式离合器300的输出轴401的转速"d"(其根据车 速"c"计算)与无级变速器200的次级带轮的转速"b"之间产生差异。 一旦离心式离合器300啮合，则离心式离合器300的输出轴401的转速"d"与无级变速器200的次级带轮14的转速"b" —致。接着，将描述对于离心式离合器300由于离合器蹄片302的磨损而异 常工作的情况的测量结果。在此情况下，如图7所示， 一旦发动机的转速"a"升高到一定程度，离心式离合器300开始失速。但是，因为离合器蹄 片302已经磨损，所以离心式离合器300此后较慢地啮合。此外，因为离 合器蹄片302已经磨损为相当显著的程度，所以转矩较慢地传递到驱动轮 500，因此对于车速"c"的升高需要较长时间。因此，无级变速器200不 向高档侧换档。由于这种情况，发动机100的转速"a"异常升高。最后， 在此示例中，在离心式离合器300开始失速之后，离心式离合器300啮合 需要约3.5秒。在前述专利第3,194,641号的控制中，如该专利文献的图5所示，在起动时根据节气门开度来设定无级变速器的目标变速比。因此，如图7的情况所示，在离心式离合器300由于离合器蹄片302的相当显著程度的磨 损而不能正常工作的情况下，离心式离合器300持续失速达较长的时段， 可能发生在离心式离合器300啮合时发动机100的转速变得异常地高的情 况。如果离心式离合器300的失速状态持续达较长的时段，则离合器蹄片 302可能以更快的速度磨损。结果，縮短了离合器蹄片302的更换时间。 此外，如果离心式离合器300持续失速达较长时段，则发动机100的转速 也异常升高。优选地，在起动时，发动机100的转速保持低至一定程度。 这种情况不限于速可达型摩托车，而也可以发生于其他类型的车辆。本发明人还对离心式离合器300啮合的状况与无级变速器200的变速 比之间的关系进行了研究。如图8所示，当输入到离心式离合器300的输入转矩321与离心式离 合器300能够传递的传递转矩322 —致(C)时，离心式离合器300啮 合。即，输入到离心式离合器300的转速变得越快，则作用在离合器蹄片 302上的离心式离合器300的离心力变得越大。然后，当离心式离合器 300的传递转矩322变得更大并且离心式离合器300的传递转矩322与输 入到离心式离合器300的输入转矩321 —致(C)时，离心式离合器300 啮合。当无级变速器200的变速比是低档速比时，如图8的虚线A所示，输 入到离心式离合器300的输入转矩321较高。因此，当离心式离合器300 的输入轴(次级轴12)的转速变得快至相当显著的程度时，离心式离合器 啮合。当相较于前述低档速比，无级变速器200的变速比变得更接近高档侧 时，输入到离心式离合器300的转速变得更快，并且作用在离心式离合器 300的离合器蹄片302上的离心力变得更大。因此，离心式离合器300的 传递转矩322变得更高。相反，如图8中的实线B所示，因为变速比较 低，所以输入到离心式离合器300的输入转矩321变得较低。因此，在起 动时，离心式离合器300能够在较早阶段啮合(当次级轴12的转速较慢时)。本发明人考虑到，即使在离合器蹄片302已经磨损为相当显著的程度的情况下，也可以通过在正确的时刻将向高档侧控制无级变速器200来抑 制发动机100的转速异常升高的情况下使离心式离合器300以合适的方式 啮合。另一方面，如果向高档侧控制无级变速器200，则离心式离合器可以 传递的转矩变低。在起动时需要较大的力，也需要合适的转矩。因此，本 发明人考虑到，即使在离心式离合器300正常工作的情况下，也不需要如 专利第319464号所公开的那样，响应于节气门开度以均匀的方式向高档 侧控制无级变速器200的变速比。换言之，当离心式离合器300正常工作 时，期望可以为速可达型摩托车1000获得合适的起动转矩。因此，本发 明人考虑到，在离心式离合器300不能正常工作且发动机100的转速异常 升高的情况下，可以在正确的时刻不响应于节气门开度均匀地控制将无级 变速器200的变速比，而是以合适量控制无级变速器200的变速比。因此，本发明人得到了创新的结论，以及基于这种独创的发现获得了 新的用于无级变速器的控制方法。此后将对根据本发明实施例的无级变速 器进行说明。如图9所示，无级变速器200将动力从发动机100 (驱动单元)的输 出轴传递到离心式离合器300的输入轴。无级变速器200的变速比由控制 单元600控制。在此实施例中，如图9至图11所示，如图l所示的无级变 速器200布置在速可达型摩托车1000的动力单元900中。在此实施例中，如图9所示，无级变速器是带式无级变速器，其中带 15绕初级带轮13和次级带轮14缠绕，初级带轮13和次级带轮14每个都 具有一对可沿轴向相对移动的凸缘。如图9所示，带式无级变速器200包 括初级轴ll、次级轴12、带15、槽宽调节机构16、致动器17、凸缘位置 检测传感器19和控制单元600。在此实施例中，如图10和图ll所示，初级轴ll和次级轴12经由轴 承安装到动力单元900的箱体901。在此实施例中，初级轴ll一体地形成 有曲轴903，其是发动机100的输出轴。次级轴12与初级轴11平行布置，并与驱动轴904连接。用于构成曲轴轴颈905、曲臂906、曲轴销 907、连杆908和活塞909的各种元件与曲轴903连接。初级带轮13与初级轴11布置在一起，发动机100的动力输出传递到 初级轴11，并且次级带轮14与离心式离合器300的输入轴布置在一起。 包括有用于响应于初级带轮13的槽宽来改变次级带轮14的槽宽使得次级 带轮14能够保持带15的从动机构40。还包括有用于控制初级带轮13的 槽宽的控制单元600。在本实施例中，初级带轮13和次级带轮14分别包括安装到转轴(初 级轴11和次级轴12)的固定凸缘(31、 41)和可动凸缘(32、 42)。由 弹簧43沿着使槽宽变窄的方向恒定推压次级带轮14的可动凸缘42，弹簧 43以压縮状态布置在可动凸缘42与离合器片301之间。由控制单元600 控制初级带轮13的可动凸缘32的移动。次级带轮14的可动凸缘42移动 到响应于初级带轮13的可动凸缘32的移动而从带15接收的力与弹簧43 的弹性反作用力相平衡的位置。固定凸缘(31、 41)和可动凸缘(32、 42)其上分别形成用于使带缠绕的V槽。带15缠绕在初级带轮13和次级带轮14的这种V槽上，以在带轮 (13、 14)两者之间传递旋转驱动力。由可动凸缘(32、 42)沿着初级轴 ll和次级轴12的轴向的各自移动来改变V槽的槽宽，因此改变带式无级 变速器200的变速比。槽宽调节机构16使初级带轮13的可动凸缘32移动以调节初级带轮 13的槽宽。致动器17驱动槽宽调节机构16。在此实施例中，通过利用致 动器17对初级带轮13的可动凸缘32的运动控制来调节初级带轮13的槽 宽。在此实施例中，使用电动机作为致动器17。在此实施例中，如图9所 示，通过基于控制单元600的控制信号供应到电动机17的电力来控制电 动机17的输出。例如，优选地通过PWM (脉宽调制)方法对电动机17 的供应电力进行控制。在PWM方法中，在供应电力的电压保持恒定的情 况下通过改变电动机17的开/关时间比率(占空比)来控制电动机17的输 出。在此实施例中通过PWM方法来控制电动机17的输出。但是，控制方法不限于PWM方法，只要能够合适地控制电动机17的输出即可。例如， 可以通过以模拟方式使供应电力的电压可改变，来控制电动机17的输 出。电动机17电连接到控制单元600 (换档控制单元)。控制单元600由 电子控制单元(ECU)构成。电子控制单元(ECU)包括例如计算部分 (微计算机部分(MPU))和存储部分(存储器)。控制单元600从安装 在车辆上的各种传感器接收各种车辆信息输入。可动凸缘32随着电动机17的旋转移动。由凸缘位置检测传感器19来 检测可动凸缘32的位置。此外，如图2所示，诸如节气门位置传感器91 (TPS)、发动机转速传感器92、车速传感器93、 94以及凸缘位置检测 传感器19之类的各种传感器电连接到控制单元600，并且控制单元600从 各种传感器接收与速可达型摩托车1000的各种状况相关的信息。在这些传感器中，节气门位置传感器91 (TPS)是用于检测加速器开 度(节气门开度)的传感器。发动机转速传感器92是用于检测发动机的 转速的传感器，并且在本实施例中由用于检测曲轴(初级轴11)的转速的 传感器构成。传感器93检测末级齿轮轴401 (离心式离合器300的输出 轴)的转速。传感器94检测驱动轮500的驱动轴904的转速。此后将对此实施例中离心式离合器300和无级变速器200的控制进行 说明。如图3所示，离心式离合器300安装在无级变速器200的初级带轮13 的中空中心轴12与延伸穿过该中心轴12的末级齿轮轴401之间。虽然未 示出，末级齿轮轴401经由减速齿轮400与速可达型摩托车1000的驱动轮 500连接。如图9所示，控制单元600包括离合器啮合处理器615，其用于在离 心式离合器300松开且发动机100 (驱动单元)的转速高于预定第一转速 的情况下将无级变速器200的变速比向高档侧控制以使离心式离合器300 啮合。换言之，在此实施例中，成为用于进行离合器啮合处理的基准的转 速"g"(第一转速)被预定在控制单元600中。如图12所示，在发动机 100 (驱动单元)的转速"a"高于预定转速"g"的情况下，向高档侧控制无级变速器200的变速比，以使离心式离合器300啮合。这种离合器啮合处理可以防止在离合器蹄片302已经磨损为相当显著 的程度的情况下发动机100的转速"a"变得异常地高于预定转速"g"。 因此，离心式离合器300的失速时间縮短，并且由此离心式离合器300迅 速地啮合。同时，在离心式离合器300正常工作的情况下，如图6所示， 转速"g"被设定为在起动时发动机100的转速"a"不变成高于预定转速 "g"。由此，在离心式离合器300正常工作的情况下，不进行离合器啮 合处理。可如平常那样控制无级变速器200，并能够在起动时获得合适量 的转矩。在此实施例中，如图9所示，控制单元600包括第一判断部分611、 第一检测部分612、第一设定部分613、第二判断部分614、以及离合器啮 合处理器615。控制单元600分别根据预定的固定程序来执行各个指定的 处理。第一判断部分611判断离心式离合器300是否啮合。在此实施例中， 第一判断部分611基于输入到离心式离合器300的转速和从离心式离合器 300输出的转速来判断离心式离合器300是否啮合。换言之，如图6和图 12所示，当输入到离心式离合器300的转速"b"与从离心式离合器300 输出的转速"d"不一致时，第一判断部分611判定离心式离合器300松 开。另一方面，当输入到离心式离合器300的转速"b"与从离心式离合 器300输出的转速"d" —致时，第一判断部分611判定离心式离合器300 啮合。在此实施例中，如图11所示，对于输入到离心式离合器300的转速 "b"，基于用于检测无级变速器200的次级带轮14的转速的传感器95来 检测输入到离心式离合器300的转速。在此实施例中，对于从离心式离合器300输出的转速"d"，基于由 用于检测驱动轮500的驱动轴904的转速的传感器96获得的检测值来确定 车速"c"，并根据车速"c"在考虑减速齿轮400的减速比的情况下来计 算离心式离合器300的输出轴(此实施例中的末级齿轮轴401)的转速 "d"。第一检测部分612检测发动机100的转速。在此实施例中，如图9所 示，基于用于检测无级变速器200的输入轴(初级轴ll)的转速的传感器 92来检测发动机100的转速。如图12所示，第一设定部分613设定发动机100 (驱动单元)的转速 "g"，其成为用于开始如下处理的基准向高档侧控制无级变速器200 的变速比以使离心式离合器300啮合。这里设定的发动机的转速"g"优 选地存储在例如控制单元600的存储部分(非易失性存储器)中。优选 地，考虑在控制时可能发生的过冲等情况来设定转速"g"，并且优选 地，转速"g"被设定为例如略低于在精确起动时发动机的转速"a"的上 限值。第二判断部分614判断在第一检测部分612中检测的发动机100的转 速"a"是否高于在第一设定部分613中设定的转速"g"。离合器啮合处理器615是设定在控制单元600中的控制程序，并进行 离合器啮合处理，其用于在离心式离合器300松开且发动机100的转速 "a"高于预定转速"g"的情况下向高档侧控制无级变速器200的变速比 "e"的离合器啮合处理，以使离心式离合器300啮合。在此实施例中，发动机100的转速"g"(在该情况下应该进行离合 器啮合处理)预先界定在第一设定部分613中。然后，第二判断部分614 判断在第一检测部分612中检测的发动机100的转速"a"是否高于在第一 设定部分613中设定的转速"g"。此外，第一判断部分611判断离心式 离合器300是否啮合。如图13所示，在基于第一判断部分611中的判断结果判定离心式离 合器300松开并且判定发动机100的转速高于在第一设定部分613中设定 的发动机100的转速的情况下，控制单元600进行离合器啮合处理615。在此实施例中使用速可达型摩托车1000。如图6所示，在速可达型摩 托车1000上，在起动之前，发动机IOO在怠速状态下以预定低转速"a" 运行。当在起动时操作加速器时，发动机100的转速"a"变得更高，离心 式离合器300开始失速。在离心式离合器300正常工作的情况下，如图6所示，随着离心式离合器300的转速"a"变得更高，离心式离合器300的传递转矩平滑升高。 因此，离心式离合器300在一至两秒内啮合。此时，发动机100的转速"a"不高于预定转速"g"。如上所述，在离心式离合器300正常工作的 情况下，如图13所示，在第二判断部分614中判定发动机100的转速"a"未高于预定转速"g"("是")。因此，不进行离合器啮合处理 615。另一方面，在离合器蹄片302已经磨损为相当显著的情况下，离合器 蹄片302和离合器壳体304趋于非常光滑。因此，如图12所示，即使在发 动机100的转速"a"变得较高之后，离心式离合器300仍然较慢地啮合。 然后，发动机100的转速"a"进一步升高。如图13所示， 一旦发动机 100的转速"a"高于在第一设定部分中设定的发动机的转速"g"，则在 第一判断部分611中判定离心式离合器300松开("是")，并还在第二 判断部分614中判定发动机100的转速"a"高于预定转速"g" ("是")。因此，控制单元600在得到这些判定时进行离合器啮合处理 615。离合器啮合处理器615向高档侧控制无级变速器200的变速比，以使 离心式离合器300啮合。如果向高档侧控制无级变速器200的变速比，输 入到离心式离合器300的转速变得更快，并且作用在离心式离合器300的 离合器蹄片302上的离心力变得更大。相反，输入到离心式离合器300的 输入转矩变得更小。因此，离心式离合器300变得容易连接。此外， 一旦 离心式离合器300变得容易连接，可以抑制离心式离合器300的转速"a" 升高。即使在离心式离合器上存在前述缺陷的情况下，也可以利用这种控 制使得在起动时发动机转速不会急剧升高。如图12所示，在离心式离合器松开且发动机100的转速"a"高于预 定转速"g"的情况下，控制单元600向高档侧控制无级变速器200的变 速比，以使离心式离合器300啮合。因此，即使在离合器蹄片302已经磨 损为相当显著的程度的情况下，离心式离合器300也可以在较早阶段啮 合。因为离心式离合器300在较早阶段啮合，所以可以防止离合器蹄片 302的进一步磨损。由此，可以延长离合器蹄片302的更换时间。同时，在离心式离合器300正常工作的情况下，如图6所示，发动机100的转速 "a"不会变得高于预定转速"g"。因此，不进行离合器啮合处理615， 而如平常那样控制无级变速器200。如上所述，控制单元能够通过第一判断部分611和第二判断部分614 的判断来自动进行离合器啮合处理615。可选地，例如，在前述第一判断部分611中判定离心式离合器300啮 合的情况下，控制单元600可以取消离合器啮合处理615。换言之，在离 心式离合器300啮合的情况下，不需要继续离合器啮合处理615。于是， 优选地，控制单元600自动取消离合器啮合处理615。 一旦离心式离合器 300啮合，进行常规的普通变速比控制。接着，将进一步说明离合器啮合处理的具体示例。在此实施例中，速可达型摩托车1000包括加速器操作装置，骑乘者 通过加速器操作装置来操作输出。此外，如图9所示，控制单元600包括 目标变速比设定部分616，用于基于车速"c"和节气门开度来设定目标变 速比。目标变速比设定部分616存储速比图601，其界定了基于车速和节气 门开度之类的信息的无级变速器200的速比。例如，设定如图14所示的 速比图601。在图14中，水平轴表示车速，竖直轴表示发动机转速。在图 14中，在无级变速器200的变速比为低档时处于预定变速比的情况下车速 与发动机转速之间的关系由"r"表示。此外，在该附图中，在无级变速器 200的变速比为高档时处于预定变速比的情况下车速与发动机转速之间的 关系由"s"表示。在如图14所示的速比图601中，设定了在节气门全开 加速的情况下的发动机的目标转速"t"以及在节气门全闭的情况下的发动 机的目标转速"u"。顺便提及，存在如下关系目标变速比二目标发动 机转速/车速。基于上述关系，分别用目标变速比来代替目标发动机转速 "t"和目标发动机转速"u"。此外，应该注意，这里描述的速比图601 仅示出为示例。在此实施例中，目标变速比设定部分616首先基于车速"c"的信息 来确定车速"c"在图14的水平轴上的位置。接着，目标变速比设定部分616通过根据节气门(加速器)开度将车速乘以预定系数来获得发动机100的转速的控制目标值(发动机的目标转速)，其处于以节气门全闭减速的发动机的目标转速"u"与以节气门全开加速的发动机的目标转速 "t"之间。然后，通过将发动机的目标转速除以车速"c"来获得目标变速比。在此情况下，随着节气门开度变小，发动机的目标转速(目标变速比)被设定为更接近于节气门全闭的目标速比(u)。此外，随着节气门开度变大，发动机的目标转速(目标变速比)被设定为更接近于节气门全 开的目标速比(t)。在此实施例中，用于在离合器连接处理时设定目标变速比的转速(第二转速)被预设在离合器啮合处理器615中，并且优选地，通过将第二转 速除以输入到离心式离合器的转速来设定目标变速比。在此实施例中，将 判断是否应该进行离合器啮合处理的转速"g"(第一转速)用作用于计 算离合器啮合处理时的变速比的第二转速。顺便提及，在此实施例中，将 用于判断是否应该进行离合器啮合处理的转速"g"(第一转速)用于对 于离合器啮合处理的第二转速；但是，可以与用于判断是否应该进行离合 器啮合处理的转速"g"(第一转速)相独立地设定用于计算离合器啮合 处理时的变速比的第二转速。在此实施例中，如上所述，控制单元600设置有用于基于车速"c"和 节气门开度来计算发动机的目标转速并用于通过将发动机的目标转速除以 车速"c"来设定目标变速比的目标变速比设定部分616。在此实施例中， 离合器啮合处理器615通过利用目标变速比设定部分616来设定目标变速 比。换言之，在此实施例中，目标变速比设定部分616通过将如图12所 示的转速"g"除以输入到离心式离合器300的转速"b"来设定离合器啮 合处理时的目标变速比"el"。(离合器啮合处理时的目标变速比"el" 二转速"g"(第二转速)/次级带轮的转速"b")。此外，如图11所示，由传感器95检测的次级带轮14的转速被采用用 于输入到离心式离合器300的转速"b"。此外，图12中的虚线"e"表示 常规的目标变速比，其是根据速比图601基于车速"c"和节气门开度设定的。图12中的实线"el"表示离合器啮合处理时的目标变速比，其是通过 将预定转速"g"除以次级带轮14的转速"b"来设定的。在起动时车速"c"较低时，目标变速比设定部分616通常向低档控制 变速比。如上所述，在离合器蹄片302已经磨损为相当显著的程度并且离 心式离合器由于诸如光滑状况之类的原因松开的情况下，如图12所示， 车速"c"较慢地升高。于是，向低档侧设定常规目标变速比"e"。在此实施例中，如上所述，在离心式离合器300松开且发动机100的 转速"a"高于预定转速"g"的情况下进行离合器啮合处理615。 一旦进 行离合器啮合处理615，就设定离合器啮合处理时的目标变速比"el"。 在此实施例中，通过将预定转速"g"除以次级带轮14的转速"b"来设 定离合器啮合处理时的目标变速比"el"。在此情况下，如图12所示，次 级带轮14的转速"b"以与发动机的实际转速"a"相似的方式升高。但 是，因为预定转速"g"保持不变，所以转速"b"与发动机的实际转速 "a"之间的转速差升高。因此，向高档侧设定离合器啮合时的目标变速 比"el"。另一方面，基于车速和节气门开度，在其中不进行离合器啮合处理的 常规控制中根据速比图601设定变速比。根据速比图601，在起动时向低 档侧设定变速比。因此，在常规控制中，因为在起动时车速"c"较慢升 高，所以对于目标变速比设定低档侧的目标变速比。如上所述，与不进行离合器啮合处理的情况下的常规控制中的目标变 速比"e"相比，离合器啮合处理时的目标变速比"el"被向着高档侧设 定。换言之，在此实施例中，通过如上所述基于速比图计算发动机的目标 转速，并通过将发动机的目标转速除以车速，来计算在不进行离合器啮合 处理的情况下的目标变速比"e"。在离合器由于诸如打滑的离合器之类 的原因而松开的情况下，车速不升高。因此，在不进行离合器啮合处理的 情况下的目标变速比"e"变得更高，并设定低档速比。另一方面，通过 以下方程来计算离合器啮合处理时的目标变速比目标变速比"el" 二转 速"g" /次级带轮的转速"b"。因为次级带轮的速度"b"相比车速升 高，所以即使在离合器打滑的情况下，离合器啮合处理时的目标变速比变得低于目标变速比"e"，并被向着高档设定。因此，在离合器由于诸如 打滑的离合器之类的原因而松开的情况下，向高档侧设定目标变速比"el"，其高于目标变速比"e"。此外，当在以这种方式设定的离合器啮 合处理时根据目标变速比"el"控制无级变速器时，次级带轮的转速"b"升高，并且迅速进行离心式离合器的啮合。因为响应于上述情况调 节次级带轮的转速，所以目标变速比"el"不会变得过高的高档速比，而 可以设定合适的目标变速比。在此实施例中，通过基于离合器啮合处理时的目标变速比"el"来控 制无级变速器200的变速比，向比通常情况更高的高档侧控制无级变速器 200。如上所述， 一旦向高档侧控制无级变速器200，离心式离合器300变 得容易啮合。由此，修正了在起动时诸如离心式离合器300的打滑之类的 缺陷，并可以防止在起动时发动机转速的急剧升高。此外，由此传递到驱 动轮的转矩变得更加合适，而提高了可驱动性。如上所述，在进行离合器啮合处理和通常情况下设定的目标变速比"e"变得比在离合器啮合处理室设定的目标变速比更接近高档侧的情况 下，优选地，控制单元600取消离合器啮合处理。这样，当离合器啮合处 理时设定的目标变速比"el"与通常情况下设定的目标变速比"e" —致， 可以取消或继续离合器啮合处理。换言之，在通常情况下设定的目标变速 比"e"比离合器啮合处理时设定的目标变速比"el"更接近高档侧的情况 下，如果以通常情况下设定的目标变速比"e"来控制变速比，离心式离 合器300更容易啮合。因此，不需要继续进行离合器啮合处理615，因此 其可以取消。此外，在离心式离合器300被检测为啮合的情况下，控制单元可以取 消离合器啮合处理615。即， 一旦离心式离合器300啮合，可以取消离合 器啮合处理615。此后将参考图15，对此实施例中离合器啮合处理时的目标变速比 "el"的设定以及离合器啮合处理的取消进行说明。如图15所示，基于车速和节气门开度在目标变速比设定部分616中 计算常规变速比(Sl)。接着，判断车辆处于起动。在此实施例中，判断是否满足全部以下三个条件第一条件是车速低于预定车速；第二条件是 离心式离合器300松开；第三条件是节气门打开(S2)。如果S2中的判 断是"否"，则通常情况下在目标变速比设定部分616中设定的目标变速比"e"成为最终目标变速比(S3)。如果S2中判断为"是"，则判断发动机100的转速是否高于预定转 速"g" (S4)。如果S4中的判断为"否"，即如图6所示，如果发动机 100的转速"a"不高于预定转速"g"，则离心式离合器300正常啮合； 因此，不需要进行离合器啮合处理615。因此，常规目标变速比"e"成为 最终目标变速比(S3)。如果在S4中的判断为"是"，则进行离合器啮合处理615。换言之， 如图12所示，如果发动机100的转速"a"高于预定转速"g"，存在离心 式离合器300中异常的可能性，并进行离合器啮合处理615。在此实施例 中，计算离合器啮合处理时的目标变速比"el" (S5)。通过将预定转速 "g"除以次级带轮14的转速"b"，来设定离合器啮合处理时的目标变 速比"el"。然后，判断用于维持离合器啮合处理615的条件(S6)。在此实施例 中，应该判断在S5计算的离合器啮合处理时的目标变速比"el"比Sl中 计算的常规目标变速比"e"更接近高档侧。判断以下方程常规目标变 速比"e" >离合器啮合处理时的目标变速比"el"。然后，如果在S6的判断中不满足用于维持离合器啮合处理615的条 件，即，如果在S5计算的离合器啮合处理时的目标变速比"el"没有比 Sl中计算的常规目标变速比"e"更接近高档侧，则取消离合器啮合处 理，并且常规目标变速比"e"成为最终目标变速比(S3)。如果在S6的判断中满足用于维持离合器啮合处理的条件，即，如果 在S5计算的离合器啮合处理时的目标变速比比在Sl计算的常规目标变速 比"e"更接近高档侧，则继续离合器啮合处理，并且离合器啮合处理时 的目标变速比"el"成为最终目标变速比(S7)。然后，在离合器啮合处 理615继续时，重复S5和S6中的处理。在此实施例中，通过S2和S4中的判断自动进行离合器啮合处理615，并且通过S6中的判断自动取消离合器啮合处理615。顺便提及，S6中判断的离心式离合器300的取消条件如下可以在检 测到离心式离合器的啮合状况的情况下或者在当常规目标变速比"e"比 离合器啮合处理时的目标变速比"el"更接近高档侧的情况下，只要先满 足任一个情况，就取消离合器啮合处理。如上所述，通过设定在合适条件下自动取消离合器啮合处理，可以从 起动时独特的控制状态平滑地改变得车辆正在行驶时的控制状态。根据此实施例，控制单元包括目标变速比设定部分，其用于基于车速 和节气门开度来设定目标变速比，并且离合器啮合处理通过将预定转速 "g"除以次级带轮14的转速"b"来在目标变速比设定部分中设定目标 变速比。因此，可以通过根据发动机的转速"a"的异常升高将变速比向 高档侧换档合适的量。由此，即使在离心式离合器300已经磨损为相当显 著的程度，离心式离合器300也可以在较早阶段合适地啮合。虽然已经如上描述了根据本发明的无级变速器，但是根据本发明的无 级变速器不限于上述实施例。例如，无级变速器200、槽宽调节机构16、凸缘位置检测传感器19、 控制单元600等的结构不限于以上实施例中公开的情况。此外，对输入到离心式离合器300的转速的检测以及对从离心式离合 器300输出的转速的检测不限于以上实施例中公开的情况。例如，可以由 用于检测设置有离合器蹄片302的组件的转轴12的转速的传感器来检测 输入到离心式离合器300的转速。此外，可以由用于检测离合器壳体304 的转速的传感器来检测从离心式离合器300输出的转速。以上说明仅是一 种可选的示例，并且可以进行各种修改。此外，还可以通过初级带轮和初 级轴的转速来检测无级变速器的输入轴的转速。此外，本发明还可以构造 为，在由控制单元控制无级变速器的变速比的情况下，控制单元是进行离 合器啮合处理的一种控制单元，离合器啮合处理用于在离心式离合器撕开 且驱动单元的发动机的转速高于预定第一发动机转速的情况下向高档侧控 制变速比以使离心式离合器啮合。上述实施例解释了这种实施例，并且诸 如目标变速比的计算方法和离合器啮合处理时的目标变速比的计算方法之类的计算方法不限于以上实施例中公开的那些计算方法，而可以进行各种 修改。此外，无级变速器不限于带式无级变速器。发动机被解释为驱动单 元；但是，驱动单元不限于发动机，而可以是电动机等。换言之，本发明 是用于将动力从驱动单元的输出轴传递到离心式离合器的输入轴的无级变 速器，并且只要由控制单元控制无级变速器的变速比，就可进行宽泛的应 用。对于驱动单元、无级变速器和离心式离合器的机构可以进行各种修 改。虽然以上实施例中解释了包括在摩托车的动力单元中的带式无级变速器200，但是带式无级变速器200可以应用于除了摩托车之外的各种类型 的车辆。例如，无级变速器200能够宽泛地应用于跨乘式车辆(包括三轮 越野车、四轮越野车以及雪地车)、速可达型车辆或诸如高尔夫车之类的 小型车辆。虽然解释了包括在动力单元中的带式无级变速器200，但是带 式无级变速器200可以与发动机分离设置。 工业应用性如上所述，根据本发明的无级变速器可以宽泛地用于设置于车辆等的 无级变速器。
权利要求
1. 一种无级变速器，用于将动力从驱动单元的输出轴传递到离心式离合器的输入轴，其中由控制单元控制无级变速器的变速比，并且所述控制单元在如下情况下进行离合器啮合处理所述离心式离合器松开，并且所述驱动单元的转速高于预定第一转速，所述离合器啮合处理用于向高档侧控制所述无级变速器的速比以使所述离心式离合器啮合。
2. 根据权利要求1所述的无级变速器，其中，所述控制单元包括第一 判断部分，其用于判断所述离心式离合器是否啮合。
3. 根据权利要求2所述的无级变速器，其中，所述第一判断部分基于 输入到所述离心式离合器的转速和从所述离心式离合器输出的转速来判断 所述离心式离合器是否啮合。
4. 根据权利要求1所述的无级变速器，其中，所述控制单元包括第 一检测部分，其用于检测所述驱动单元的转速；第一设定部分，其用于将 第一转速设定为用于开始向高档侧控制无级变速器的变速比以使所述离合 器啮合的处理控制的基准；以及第二判断部分，其用于判断在所述第一检 测部分中检测的所述驱动单元的转速是否高于在所述第一设定部分中设定 的所述第一转速。
5. 根据权利要求4所述的无级变速器，其中，所述第一检测部分基于 所述无级变速器的输入轴的转速来检测所述驱动单元的转速。
6. 根据权利要求2所述的无级变速器，其中，当所述第一判断部分判 定所述离心式离合器啮合时，取消所述离合器啮合处理。
7. 根据权利要求1所述的无级变速器，其中，所述离合器啮合处理预 定第二转速，并将所述第二转速除以输入到所述离心式离合器的转速来设 定所述离合器啮合处理时的目标变速比。
8. 根据权利要求7所述的无级变速器，其中，所述控制单元包括目标变速比设定部分，其用于基于车速和节气门开 度来设定发动机的目标转速，并通过将所述发动机的所述目标转速除以所 述车速来设定目标变速比，并且所述离合器啮合处理进行如下处理，所述处理用于通过利用所述预定 第二转速代替所述发动机的所述目标转速，并用输入到离心式离合器的转 速代替所述车速，并通过将用于所述离心式离合器的所述预定转速除以输 入到所述离心式离合器的所述转速，来在所述目标变速比设定部分中设定 用于所述离合器啮合处理的目标变速比。
9. 根据权利要求7所述的无级变速器，其中，所述第一转速用于所述第二转速。
10. 根据权利要求8所述的无级变速器，其中，在基于车速和节气门 开度在所述目标变速比设定部分中设定的目标变速比比用于所述离合器啮 合处理的目标变速比更接近高档侧的情况下，所述控制单元取消所述离合 器啮合处理。
11. 根据权利要求1所述的无级变速器，其中，当所述离心式离合器 被检测为啮合时，所述控制单元取消所述离合器啮合处理。
12. 根据权利要求8所述的无级变速器，其中，在所述离心式离合器 被检测为啮合的情况下，或者在基于车速和节气门开度在所述目标变速比 设定部分中设定的目标变速比比用于所述离合器啮合处理的目标变速比更 接近高档侧的情况下，所述控制单元取消所述离合器啮合处理。
13. 根据权利要求1至12中任一项所述的无级变速器，其中， 所述无级变速器是带式无级变速器，其中所述带绕初级带轮和次级带轮缠绕，并且所述初级带轮和所述次级带轮分别具有一对用于沿着轴向相 对移动的凸缘，所述初级带轮安装在初级轴上，驱动轴的输出动力传递到所述初级轴，所述次级带轮安装在离心式离合器的输入轴上，从动机构用于根据所述初级带轮的槽宽改变所述次级带轮的槽宽，使 得所述次级带轮能够保持所述带；并且还包括用于控制所述初级带轮的槽宽的控制单元。
14. 一种摩托车、 一种跨乘式车辆、 一种速可达型车辆、或者一种高 尔夫车，其包括根据权利要求1至12中任一项所述的无级变速器。
全文摘要
本发明公开了一种无级变速器，在离合器蹄片磨损的情况下能进行合适的离心式离合器的啮合。控制单元(600)设置有离合器啮合处理器615，用于在离心式离合器(300)松开且发动机(100)(驱动单元)的发动机转速高于预定第一转速的情况下向高档侧控制无级变速器(200)的变速比。
文档编号B62M9/04GK101280843SQ200810090649
公开日2008年10月8日 申请日期2008年4月7日 优先权日2007年4月5日
发明者浅冈亮介 申请人:雅马哈发动机株式会社