變速器、其控制器和控制方法、具有其的動力單元及車輛的製作方法

2023-09-16 13:48:45 1

專利名稱：變速器、其控制器和控制方法、具有其的動力單元及車輛的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及變速器、具有變速器的動力單元、車輛、用於變速 器的控制器以及控制變速器的方法。
背景技術：
作為示例，專利文獻1公開了下述的用於控制電控帶式無級變速器(電控帶式無級變速器下文稱為"ECVT")的方法。目標變速比由節氣門開度信號和車速信號確定。初級帶輪的可動帶輪 半部的目標帶輪半部位置由確定的目標變速比計算。然後，向電動機施加 用於驅動初級帶輪的可動帶輪半部的電壓，使得初級帶輪的可動帶輪半部 移動到計算的目標帶輪位置。由此，控制變速比，以達到目標變速比。發明內容本發明要解決的問題但是，在專利文獻1所述的控制變速比的方法中產生問題。即，因為 離心式變速器布置的ECVT的輸出軸和驅動軸隨著時間而磨損，所以在低 速行駛期間發動機速度會增大。尤其是在怠速期間產生發動機速度增大的 問題。鑑於上述問題，作出本發明，因此，本發明的目的在於防止在低速行 駛期間發動機速度增大。 解決問題的技術方案本發明涉及一種變速器，其包括變速機構；離心式離合器；控制單 元；以及輸出軸轉速傳感器。所述變速機構具有輸入軸、輸出軸以及致動 器。所述致動器改變所述輸入軸和所述輸出軸之間的變速比。所述離心式 離合器連接到所述輸出軸。所述控制單元控制所述致動器。所述輸出軸轉速傳感器檢測所述輸出軸的轉速。所述輸出軸轉速傳感器將所述輸出軸的 所述轉速輸出到所述控制單元。所述控制單元基於通過將所述輸入軸的目 標轉速除以所述輸出軸的所述轉速獲得的目標變速比控制所述致動器。 本發明涉及包括本發明的變速器的動力單元。本發明涉及包括動力單元的車輛。所述動力單元具有驅動源和變速 器。所述變速器還包括變速機構；離心式離合器；控制單元；以及輸出 軸轉速傳感器。所述變速機構具有輸入軸、輸出軸以及致動器。所述致動 器改變所述輸入軸和所述輸出軸之間的變速比。所述離心式離合器連接到 所述輸出軸。所述控制單元控制所述致動器。所述輸出軸轉速傳感器檢測 所述輸出軸的轉速。所述輸出軸轉速傳感器將所述輸出軸的所述轉速輸出 到所述控制單元。所述控制單元基於通過將所述輸入軸的目標轉速除以所 述輸出軸的所述轉速獲得的目標變速比控制所述致動器。本發明涉及用於控制變速器的控制器，所述變速器包括變速機構， 具有輸入軸、輸出軸以及用於改變所述輸入軸和所述輸出軸之間的變速比 的致動器；離心式離合器，連接到所述輸出軸；控制單元，控制所述致動 器；以及輸出軸轉速傳感器，檢測所述輸出軸的轉速。本發明的控制器基於通過將所述輸入軸的目標轉速除以所述輸出軸的 所述轉速而獲得的目標變速比控制所述致動器。本發明涉及控制變速器的方法，所述變速器包括變速機構，具有輸入 軸、輸出軸以及用於改變所述輸入軸和所述輸出軸之間的變速比的致動 器；離心式離合器，連接到所述輸出軸；控制單元，控制所述致動器；以 及輸出軸轉速傳感器，檢測所述輸出軸的轉速。本發明的控制方法基於通過將所述輸入軸的目標轉速除以所述輸出軸 的所述轉速而獲得的目標變速比控制所述致動器。本發明的效果本發明可以在低速行駛期間抑制發動機速度的增大。


圖1是實現本發明的兩輪機動車輛的側視圖。圖2是發動機單元的剖視圖。圖3是圖示ECVT的構造的部分剖視圖。圖4是圖示用於控制兩輪機動車輛的系統的框圖。圖5是圖示變速器控制的框圖。圖6圖示用於判定目標發動機速度的映射示例。圖7是圖示當變速器開始使用時的輸入軸和輸出軸的轉速的曲線圖， 在變速器中，基於節氣門開度50和車速51判定變速比56a。圖8是圖示在變速器隨時間而劣化後的輸入軸和輸出軸的轉速的曲線 圖，在變速器中，基於節氣門開度50和車速51判定變速比56a。圖9是圖示本發明實施例中發動機隨時間劣化的輸入軸和輸出軸的轉 速的曲線圖。圖IO是根據修改1控制變速器的框圖。圖11是根據修改2控制變速器的框圖。圖12是根據修改3控制變速器的框圖。圖13是根據修改4控制變速器的框圖。
具體實施方式
(兩輪機動車輛1的構造) -兩輪機動車輛1的一般構造-下面使用圖1中所示的兩輪機動車輛1詳細描述本發明的優選實施例 的示例。如圖1所示，兩輪機動車輛1具有車身框架(未示出)。動力單 元2從車身框架懸掛。後輪3設置在動力單元2的後端。在本發明的實施 例中，後輪3形成用動力單元2的動力驅動車輪的驅動輪。車身框架具有從轉向把手4向下延伸的頭管(未示出)。前叉5連接 到頭管的底端。前輪6以可旋轉方式附裝到前叉5的下端。未連接到動力 單元2的前輪6形成從動輪。-動力單元2的構造-現在，參考圖2-3描述動力單元2的構造。 {發動機10的構造}如圖2-3所示，動力單元2具有發動機(內燃機)10和變速器20。在 本發明的實施例中，發動機10描述為空冷四衝程發動機。但是，發動機 10可以是其它類型的發動機。例如，發動機10可以是水冷發動機。發動 機10可以是兩衝程發動機。如圖3所示，發動機IO具有曲軸11。軸襯12花鍵配合到曲軸11的 外周。軸襯12經由軸承13由殼體14支撐。連接到電動機30的單向離合 器31 (用作致動器)安裝到軸襯12的周邊。{變速器20的構造}如圖3所示，變速器20由變速機構20a和用於控制變速機構20a的控 制單元9構成。控制單元9由用作計算單元的ECU7和用作驅動單元的驅 動電路8構成。在本發明實施例中，用帶式ECVT作為一個示例描述變速 機構20a。 ECVT的帶可以是樹脂帶、金屬帶或其它類型的帶。另外，變 速機構20a並不局限於帶式ECVT。例如，變速機構20a可以是螺旋管型 ECVT。變速機構20a設置有初級帶輪21、次級帶輪22和V型帶23。 V型帶 23繞初級帶輪21和次級帶輪22纏繞。V型帶23的橫截面大致形成為大 致V形。初級帶輪21連接到曲軸11 (作為輸入軸21d)。初級帶輪21與曲軸 11 一起旋轉。初級帶輪21包括初級固定輪半部21a和初級可動輪半部 21b。初級固定輪半部21a固定到曲軸11的一端。初級可動帶輪半部21b 與初級固定帶輪半部21a相對定位。初級可動輪半部21b能夠沿曲軸11的 軸向移動。初級固定帶輪半部21a的一個表面和初級可動帶輪半部21b的 一個表面彼此相對，其形成纏繞V型帶23的帶槽21c。帶槽21c沿徑向朝 初級帶輪21的外側變寬。如圖3中所示，初級可動帶輪半部21b設置有圓筒形凸臺21e，曲軸 ll通過圓筒形凸臺21e。圓筒形滑塊24固定到凸臺2le的內側。初級可動 帶輪半部21b與滑塊24 —體能夠沿曲軸11的軸向移動。因此，帶槽21c 的槽寬可以變動。當電動機30將初級可動帶輪半部21b沿曲軸11的軸向致動時，初級帶輪21的帶槽21c的寬度變動。即，變速器20是其中變速比可以電控的 ECVT。在本發明的實施例中，電動機30由脈衝寬度調製驅動(PWM驅 動)。但是，驅動電動機30的方法不具體局限於PWM驅動。例如，電動 機30可以由脈衝幅度調製來驅動。或者，電動機30可以是步進電動機。 另外，在本發明實施例中，電動機30用作致動器的示例。或者，除了電 動機30之外，例如，可以使用液壓致動器作為致動器。次級帶輪22位於初級帶輪21的後方。次級帶輪22經由離心式離合器 25安裝到次級帶輪軸27。更具體而言，次級帶輪22包括次級固定帶輪半 部22a和次級可動帶輪半部22b。次級可動帶輪半部21b與次級固定帶輪 半部22a相對。次級固定帶輪半部22a包括圓筒形部分22al。在本發明實 施例中，圓筒形部分22al形成變速器20的輸出軸22d。次級固定帶輪半 部22a經由離心式離合器25連接到次級帶輪軸27。次級可動帶輪半部22b 能夠沿次級帶輪半部27的軸向移動。次級固定帶輪半部22a的一個表面和 次級可動帶輪半部22b的一個表面彼此相對，其形成纏繞V型帶23的帶 槽22c。帶槽22c沿徑向朝次級帶輪22的外側變寬。次級可動帶輪半部22b被彈簧26沿減小帶槽22c的寬度的方向施力。 由此，當驅動電動機30時並且減小初級帶輪21的帶槽21c的寬度時，V 型帶繞初級帶輪21纏繞的直徑增大，同時在次級帶輪22側的V型帶23 被沿徑向向內拉動。因此，次級可動帶輪半部22b逆著彈簧26的驅動力 沿增大帶槽22c的寬度的方向移動。因此，V型帶23繞次級帶輪22纏繞 的直徑減小。這導致變速機構20a的變速比改變。根據作為包括在次級固定帶輪半部22a的輸出軸22d的圓筒形部分 22al的轉速，離心式離合器25接合或分離。即，如果輸出軸22d的轉速 低於預定轉速，離心式離合器25分離。因此，次級固定帶輪半部22a的旋 轉不傳遞到次級帶輪軸27。相反，如果輸出軸22d的轉速等於或高於預定 轉速，離心式離合器25接合。因此，次級固定帶輪半部22a的旋轉傳遞到 次級帶輪軸27。(離心式離合器25的構造}如圖3所示，離心式離合器25包括離心盤25a、離心配重25b以及離合器殼體25c。離心盤25a與次級固定帶輪半部22a—起旋轉。g卩，離心 盤25a與輸出軸22d —起旋轉。離心配重25b由離心盤25a支撐，使得其 能夠沿離心盤25a的徑向方向移動。離合器殼體25c固定到次級帶輪軸27 的一端。減速機構28連接到次級帶輪軸27。次級帶輪軸27經由減速機構 28連接到輪軸29。後輪3安裝到輪軸29。因此，離合器殼體25c經由次 級帶輪軸27、減速機構28和輪軸29連接到驅動輪或後輪3。離合器殼體25c根據輸出軸22d的轉速與離心盤25a接合或分離。具 體地，如果輸出軸22d的轉速等於或高於預定轉速，離心配重25b使用離 心力來朝向離心盤25a的徑向外側移動，以接觸離合器殼體25c。這允許 離心盤25a和離合器殼體25c彼此接合。當離心盤25a和離合器殼體25c 彼此接合時，輸出軸22d的旋轉通過離合器殼體25c、次級帶輪半部27、 減速機構28和輪軸29被傳遞到驅動輪或後輪3。相反，如果輸出軸22d 的轉速低於預定轉速，施加到離心配重25b的離心力減小，使得離心配重 25b遠離離合器殼體25c移動。因此，輸出軸22d的旋轉不傳遞到離合器 殼體25c。因此，後輪3不旋轉。(控制兩輪機動車輛l的系統)現在，參考圖4詳細描述控制兩輪機動車輛1的系統。-控制兩輪機動車輛1的系統的概述-如圖4所示，帶輪位置傳感器40連接到ECU7。帶輪位置傳感器40 檢測初級帶輪21的初級可動帶輪半部21b相對於初級固定帶輪半部21a的 位置。換而言之，帶輪位置傳感器40檢測初級固定帶輪半部21a和初級可 動帶輪半部21b之間沿曲軸11的軸向方向的距離(I)。帶輪位置傳感器 40將檢測的距離(I)作為帶輪位置檢測信號輸出到ECU7。例如，帶輪位 置傳感器40可以由電位計形成。另外，作為輸入軸轉速傳感器的初級帶輪旋轉傳感器43、作為輸出軸 轉速傳感器的次級帶輪旋轉傳感器41以及車速傳感器42連接到ECU7。 初級帶輪旋轉傳感器43檢測初級帶輪21的轉速或輸入軸21d的轉速。初 級帶輪旋轉傳感器43將檢測的輸入軸21d的轉速作為實際輸入軸轉速信 號輸出到ECU7。次級帶輪旋轉傳感器41檢測次級帶輪22的轉速或輸出軸22d的轉速。次級帶輪旋轉傳感器41將檢測的輸出軸22d的轉速作為實 際輸出軸轉速信號輸出到ECU7。車速傳感器42檢測後輪3的轉速。車速 傳感器42將基於檢測的轉速的車速信號輸出到ECU7。附裝到轉向把手4的把手幵關連接到ECU7。當騎乘者操作把手開關 時，把手開關輸出把手SW信號。如上所述，節氣門開度18a將節氣門開度信號輸出到ECU7。ECU7包括作為計算單元的中央處理單元(CPU) 7a和連接到CPU7a 的存儲器7b。存儲器7b存儲各種設置，諸如下述的用於判定目標發動機 速度的映射70。-變速器20的控制-現在，參考圖5描述根據本發明實施例的變速器20的控制方法。在 此實施例中，如圖5所示，控制用作致動器的電動機30，使得目標變速比 56和實際變速比57之間的差減小，其中目標變速比56通過將目標輸入軸 轉速53除以實際輸出軸轉速54獲得，而實際變速比57通過將實際輸入軸 轉速除以實際輸出軸轉速54獲得。具體而言，控制電動機30，使得目標 變速比56和實際變速比57大致相等。下面，參考圖5詳細描述根據本發明實施例的變速器20的控制方 法。首先，節氣門開度傳感器18a將節氣門開度50輸出到設置在CPU7a 中的目標發動機速度判定部分100。車速傳感器42將車速51輸出到目標 發動機速度判定部分100。目標發動機速度判定部分100從存儲器7b取得 用於判定目標發動機速度的映射70。如圖6中所示，在用於判定目標發動 機速度的映射70中建立用於各個節氣門開度的車速和目標發動機速度之 間的關係。目標發動機速度判定部分100基於用於判定目標發動機速度的 映射70、節氣門開度50和車速51判定目標發動機速度52。例如，目標 發動機速度52被判定為Rl，其中節氣門開度為0%，而車速為rl，如圖6 所示。目標發動機速度判定部分100將判定的目標發動機速度52輸出到 目標輸入軸轉速計算部分101 。為便於解釋，圖6僅示出其中節氣門開度(Th開度)為0%、 15%、 50%和100%時的關係。目標輸入軸轉速計算部分101從輸入的目標發動機速度52計算目標輸入軸轉速53。即，目標輸入軸轉速計算部分101從輸入的目標發動機速 度52計算輸入軸21d的目標轉速。目標輸入軸轉速計算部分101將計算的 目標輸入軸轉速53輸出到除法部分110。在此實施例中，因為發動機10 的曲軸11以及輸入軸21d是共同的構件，所以目標發動機速度52和目標 輸入軸轉速53是相等的。g卩，目標輸入軸轉速計算部分101將目標發動 機速度52作為目標輸入軸轉速53輸出。除法部分110將從目標輸入軸轉速計算部分101輸入的目標輸入軸轉 速53除以從次級帶輪旋轉傳感器41輸出的實際輸出軸轉速54，以計算目 標變速比56。除法部分110將計算的目標變速比56輸出到減法部分 111。接著，除法部分109將從初級帶輪旋轉傳感器43輸出的實際輸入軸 轉速55除以實際輸出軸轉速54，以計算實際變速比57。除法部分109將 計算的實際變速比57輸出到減法部分111。實際變速比57是變速器20的 實際變速比。減法部分111從目標變速比56中減去實際變速比57，以計算變速比 差58。減法部分111將計算的變速比差58輸出到變速比操作量計算部分 102。變速比操作量計算部分102基於變速比差58計算變速比操作量59， 其減小目標變速比56和實際變速比57之間的差。具體而言，變速比操作 量計算部分102計算變速比操作量，使得目標變速比56和實際變速比57 大致相等。變速比操作量計算部分102將計算的變速比操作量59輸出到 目標帶輪速度計算部分103。在此實施例中，變速比操作量59是當前變速 比和變速比之間的差，使得目標變速比56和實際變速比57基本相等。換 而言之，變速比操作量59是變速比變化的幅度，以使得目標變速比56和 實際變速比57彼此基本相等。目標帶輪速度計算部分103根據輸入的變速比操作量59計算目標帶 輪速度71。目標帶輪速度計算部分103將計算的目標帶輪速度71輸出到 減法部分112。目標帶輪速度71是初級可動帶輪半部21b的移動速度，其 用於將變速機構20a的變速比改變變速比操作量59。另一方面，設置在CPU7a中的實際帶輪速度計算部分108基於從帶輪 位置傳感器40輸出的實際帶輪位置68計算實際帶輪速度72。實際帶輪速 度計算部分108將計算的實際帶輪速度72輸出到減法部分112。實際帶輪 速度72是初級可動帶輪半部21b的當前移動速度。減法部分112從目標帶輪速度71減去實際帶輪速度72，以計算帶輪 速度差73。減法部分112將帶輪速度差73輸出到電動機驅動信號計算部 分104。發動機驅動信號計算部分104根據帶輪速度差73計算PWM信號 60。電動機驅動信號計算部分104將計算的PWM信號60輸出到驅動電路 8。驅動電路8將根據輸入的PWM信號60的脈衝電壓61施加到電動機 30。因此，驅動初級可動帶輪半部21b，以改變變速器20的變速比。 (功能與效果)作為示例，可以想像到下述控制變速器的方式。基於從節氣門開度傳 感器輸出的節氣門開度和從車速傳感器輸出的車速，CPU計算目標變速 比。CPU將根據計算的目標變速比的PWM信號輸出到驅動電路。驅動電 路根據PWM信號將脈衝電壓施加到電動機。以此方式，控制變速比，使 得變速器的變速比基本等於目標變速比，如圖7所示。但是，在控制變速比的上述方法中，基於節氣門開度和車速確定目標 變速比。因此，只要節氣門開度和車速相同，則目標變速比保持恆定。例 如，可以從其中各個變速比基本相等的圖7和圖8中可以看出，只要節氣門開度和車速保持相同，劣化即使離心式離合器隨著時間而劣化並由此變 得難以接合，變速比仍保持不變。當離心式離合器隨時間而劣劣化並且由此變得難以接合，低速時的發 動機負載減小。具體地，因為離心式離合器結合處的轉速由於離心式離合 器的磨損而增大，所以發動機的負載在離心式離合器不能夠接合的轉速範 圍內以及離心式離合器的結合程度減小的轉速範圍內減小。因此，圖8中 所示的實際輸入軸轉速高於變速器初始使用時獲得的目標輸入軸旋轉速 度。即，實際輸入軸轉速和發動機速度增大。相反，在本實施例中，如圖5所示，基於節氣門開度50、車輛速度51以及用於判定目標發動機速度的映射70，判定目標發動機速度52和目 標輸入軸轉速53，只要節氣門開度50和車輛速度51保持相同，目標發動 機速度52和目標輸入軸轉速53保持恆定。另一方面，通過將目標輸入軸轉速53除以實際輸出軸轉速54，計算 目標變速比56。實際輸出軸轉速54隨著環境變化(諸如離心式離合器25 的劣化)而變動。因此，目標變速比56由於環境(諸如離心式離合器25的 劣化)而變動。例如，因為離心式離合器25隨時間而劣化，所以由離心式離合器25 的接合而產生的發動機10的負載減小。因此，實際輸出軸轉速54隨著發 動機速度增大。這導致更小的目標變速比56，如圖9所示。隨著目標變速 比56變小，實際輸出軸轉速54變大。這有助於離心式離合器25更容易接 合。另外，由於更小的目標變速比56，發動機10上的負載變得相對較 大。因此，抑制發動機速度的增大。此外，在本實施例中，控制電動機30，使得目標變速比56和實際變 速比57之間的差減小。即，控制電動機30，使得目標輸入軸轉速53和實 際輸入軸轉速55之間的差減小。因此，可以更可靠地抑制發動機速度的 增大。在此實施例中，因為控制電動機30使得目標變速比56和實際變速 比57大致相等，所以可以用可靠的方式特別地抑制發動機速度的增大。如上所述，通過基於目標變速比56控制電動機30，可以抑制發動機 速度的增大，其中目標變速比56通過將目標輸入軸轉速53除以實際輸出 軸轉速54來計算。本發明並不具體局限於基於目標變速比56控制發動機 30的控制方法。例如，基於目標變速比56控制電動機30的控制方法用為 下面修改方案l-4所示的具體方式來實現。參考與本發明實施例的描述共用的圖1-4描述下面修改方案1-4。另 外，與本發明實施例中描述的部件具有基本相同功能的部件使用共同的標 號，並且不再重複其描述。 《第一修改》下面描述本發明實施例的修改。在下面修改的說明中，具有與本發明 實施例中描述的部件基本相同功能的部件用共同的參考標號，不再重複其描述。在本發明的上述實施例中，如圖5所示，描述這樣的示例，其中通過 從目標變速比56中減去實際變速比57計算變速比差58。但是，可以用圖 10中所示的方式計算變速比差58。具體地，在本發明實施例的第一修改中，減法部分113將從目標輸入 軸轉速計算部分101輸出的目標輸入軸轉速53減去實際輸入軸轉速55， 以計算輸入軸轉速差62。減法部分113將計算的輸入軸轉速差62輸出到 除法部分114。除法部分114將輸入到除法部分114的輸入的輸入軸轉速 差62除以實際輸出軸轉速54，以計算變速比差58。計算的變速比差58 輸出到變速比操作量計算部分102，如本發明實施例中所述。 《第二修改》在本發明的實施例和其第一修改中，描述了這樣的示例，其中基於變 速比差58計算變速比操作量59。但是，本發明並不局限於上述計算方 法。例如，可以如圖11所示計算變速比操作量59。具體地，在本發明實施例的第二修改中，減法部分116將從目標輸入 軸轉速計算部分101輸出的目標輸入軸轉速53減去實際輸入軸轉速55， 以計算輸入軸轉速差62。減法部分116將輸入軸轉速差62輸出到輸入軸 轉速操作量計算部分105。輸入軸轉速操作量計算部分105根據輸入軸轉 速差62計算輸入軸轉速操作量64。輸入軸轉速操作量計算部分105將計 算的輸入軸轉速操作量64輸出到除法部分117。輸入軸轉速操作量64是 減小目標變速比56和實際變速比57之間的差所需的操作輸入軸21d的轉 速的量。換而言之，設計輸入軸轉速操作量64，以將輸入軸21d的轉速操 作或改變輸入軸轉速操作量64。因此，目標輸入軸轉速53和實際輸入軸 轉速55之間的差減小。這導致目標變速比56和實際變速比57之間的差減 小。除法部分117將輸入軸轉速操作量64除以實際輸出軸轉速54，以計 算變速比操作量59。計算的變速比操作量59被輸出到目標帶輪速度計算 部分103。《第三修改》在本發明實施例的第三修改中，參考圖12描述這樣的示例，其中通過基於初級可動帶輪半部21b的帶輪位置(I)計算帶輪速度差73來控制 電動機30。如圖12所示，在本發明實施例的第三修改中，除法部分119將從目 標輸入軸轉速計算部分101輸出的目標輸入軸轉速53除以實際輸出軸轉 速54，以計算目標變速比56。除法部分119將計算的目標變速比56輸出 到目標帶輪位置計算部分106。目標帶輪位置計算部分106根據目標變速 比56計算目標帶輪位置65。目標帶輪位置計算部分106將計算的目標帶 輪位置65輸出到減法部分121。目標帶輪位置65是當變速器20的變速比 達到目標變速比56的初級可動帶輪半部21b的帶輪位置(I)。另一方面，除法部分120將實際輸入軸轉速55除以實際輸出軸轉速 54，以計算實際變速比57。除法部分120將計算的實際變速比57輸出到 實際帶輪位置計算部分107。實際帶輪位置計算部分107根據實際變速比 57計算實際帶輪位置66。實際帶輪位置計算部分107將計算的實際帶輪 位置66輸出到減法部分121。實際帶輪位置66是當變速器20的變速比為 實際變速比57時的初級可動帶輪半部21b的帶輪位置(I)。減法部分121從目標帶輪位置65中減去實際帶輪位置66，以計算帶 輪位置差67。減法部分121將計算的帶輪位置差67輸出到目標帶輪速度 計算部分103。目標帶輪速度計算部分103基於輸入的帶輪位置差67計算目標帶輪 速度71。目標帶輪速度計算部分103將計算的帶輪速度71輸出到減法部 分122。減法部分122從目標帶輪速度71減去實際帶輪速度72，以計算帶輪 速度差73。減法部分122將計算的帶輪速度差73輸出到電動機驅動信號 計算部分104。然後，電動機驅動信號計算部分104計算PWM信號60， 如本發明實施例中所述。 《第四實施例》圖13中所示的實施例的第四修改是第三修改的進一步修改。在第三 修改中，描述這樣的示例，其中減法部分121將從目標帶輪位置計算部分106輸出的目標帶輪位置65中減去基於實際輸出軸轉速54和實際輸入軸 轉速55計算的實際帶輪位置66。但是，計算實際帶輪位置66的方法不局 限於上述方法。例如，如實施例的第四修改所述，減法部分121可以將從 目標帶輪位置計算部分106中輸出的目標帶輪位置65減去由帶輪位置傳 感器40檢測的實際帶輪位置68。 《其它修改》初級帶輪21可以不是必須安裝到曲軸11。例如，初級帶輪21可以安 裝到與曲軸11嚙合並與曲軸11 一起旋轉的另一個旋轉軸。次級帶輪22可以不是必須安裝到次級帶輪軸27。次級帶輪22可以安 裝到與次級帶輪軸27嚙合並與次級帶輪軸27 —起旋轉的另一個旋轉軸。變速機構20a不局限於帶式ECVT。例如，變速機構20a可以是螺旋 管型ECVT。電動機30不局限於PEM控制的電動機。例如，電動機30可以是脈 衝幅度調製(PAM)控制的電動機。另外，電動機30可以是步進電動 機。在本發明的上述實施例中，描述這樣的示例，其中初級可動帶輪半部 21b由電動機30驅動。但是，次級可動帶輪半部22b可以由電動機30驅 動。在本發明的實施例中，描述了這樣的示例，其中基於節氣門開度50、 車速51、以及用於判定目標發動機速度的映射70判定目標發動機速度 52。但是，本發明並不具體限制用於判定目標發動機速度52的方法。 《說明書中術語的定義》在本發明的說明書中，術語"兩輪機動車輛"是指所謂的廣義上的兩 輪機動車輛。即，在本發明中，兩輪機動車輛部件包括狹義上的摩託車， 而且例如還包括所謂的踏板車。術語"驅動源"是指產生動力的裝置。"驅動源"可以是內燃機、電 動機等。術語"連接"是指直接或經由其它構件間接地連接。 工業應用性本發明用於變速器、具有變速器的車輛(諸如兩輪機動車輛)
權利要求
1.一種變速器，包括變速機構，具有輸入軸、輸出軸以及用於改變所述輸入軸和所述輸出軸之間的變速比的致動器；離心式離合器，連接到所述輸出軸；控制單元，控制所述致動器；以及輸出軸轉速傳感器，檢測所述輸出軸的轉速並將所述輸出軸的所述轉速輸出到所述控制單元；其中所述控制單元基於通過將所述輸入軸的目標轉速除以所述輸出軸的所述轉速獲得的目標變速比控制所述致動器。
2. 根據權利要求1所述的變速器，還包括輸入軸轉速傳感器，檢測所 述輸入軸的轉速，並將所述輸入軸的所述轉速輸出到所述控制單元；其中所述控制單元控制所述致動器，使得所述目標變速比和通過將所 述輸入軸的所述轉速除以所述輸出軸的所述轉速獲得的實際變速比之間的 差減小。
3. 根據權利要求2所述的變速器，其中所述控制單元控制所述致動 器，使得所述實際變速比和所述目標變速比大致相等。
4. 根據權利要求1所述的變速器，其中， 所述變速機構還包括初級帶輪，包括相對於所述輸入軸以不可移動的方式設置的初級 固定帶輪半部和與所述初級固定帶輪半部相對的初級可動帶輪半部，所述 初級可動帶輪半部沿所述輸入軸的軸向可以移動，並與所述初級固定帶輪 半部一起形成第一帶槽；次級帶輪，包括相對於所述輸出軸以不可移動的方式設置的次級 固定帶輪半部和與所述次級固定帶輪半部相對的次級可動帶輪半部，所述 次級可動帶輪半部沿所述輸出軸的軸向可以移動，並與所述次級固定帶輪 半部一起形成第二帶槽；以及帶，纏繞到所述第一帶槽和所述第二帶槽；並且其中所述致動器移動所述初級可動帶輪半部或所述次級可動帶輪半部。
5. 根據權利要求2所述的變速器，其中所述控制單元包括 計算單元，基於所述實際變速比和所述目標變速比計算所述變速比的操作量，以減小所述實際變速比和所述目標變速比之間的差，並且所述計 算單元將根據計算的所述變速比的所述操作量輸出控制信號；以及 驅動單元，根據所述控制信號向所述致動器供應電動力。
6. 根據權利要求5所述的變速器，其中所述計算單元通過基於所述輸 入軸的轉速和所述輸入軸的目標轉速之間的差獲得所述輸入軸的所述轉速 的操作量以及通過將計算的所述輸入軸的所述操作量除以所述輸出軸的所 述轉速來計算所述變速比的所述操作量，其中所述輸入軸的轉速和所述輸 入軸的目標轉速之間的差用於減小所述實際變速比和所述目標變速比之間 的差。
7. 根據權利要求4所述的變速器，還包括輸入軸轉速傳感器，檢測所 述輸入軸的轉速並將所述輸入軸的所述轉速輸出到所述控制單元，其中所述控制單元包括計算單元，基於所述初級可動帶輪半部和所述次級可動帶輪半部 中一者的實際帶輪位置與基於所述目標變速比計算的所述初級可動帶輪半 部和所述次級可動帶輪半部中一者的目標帶輪位置之間的差計算帶輪位置 的操作量，以減小所述實際帶輪變速比和所述目標變速比之間的差，並且 所述計算單元將根據所述變速比的計算的所述帶輪位置操作量輸出控制信號；其中所述初級可動帶輪半部和所述次級可動帶輪半部中一者的所述實 際帶輪位置基於通過將所述輸入軸的所述轉速除以所述輸出軸的所述轉速 而獲得的所述實際變速比計算；以及驅動單元，根據所述控制信號向所述致動器供應電動力。
8. 根據權利要求4所述的變速比，其中所述控制單元基於所述目標變 速比計算所述初級可動帶輪半部和所述次級可動帶輪半部中一者的目標帶 輪位置，並控制所述致動器，使得所述初級可動帶輪半部和所述次級可動 帶輪半部中一者的所述帶輪位置達到所述目標帶輪位置。
9. 一種包括根據權利要求1所述的變速器的動力單元。
10. —種車輛，包括具有驅動源和變速器的動力單元，其中 所述變速器還包括變速機構，具有連接到所述驅動源的輸入軸、輸出軸以及用於改 變所述輸入軸和所述輸出軸之間的變速比的致動器； 離心式離合器，連接到所述輸出軸； 控制單元，控制所述致動器；以及輸出軸轉速傳感器，檢測所述輸出軸的轉速並將所述輸出軸的所 述轉速輸出到所述控制單元；並且所述控制單元根據通過將所述輸入軸的目標轉速除以所述輸出軸的所 述轉速而獲得的目標變速比控制所述致動器。
11. 根據權利要求10所述的車輛，還包括 節氣門開度傳感器，檢測節氣門開度；以及 車速傳感器，檢測車速；其中所述控制單元基於所述節氣門開度和所述車速判定所述輸入軸的 所述目標轉速。
12. —種用於變速器的控制器，所述變速器包括變速機構，具有輸入軸、輸出軸以及用於改變所述輸入軸和所述輸出軸之間的變速比的致動器；離心式離合器，連接到所述輸出軸；控制單元，控制所述致動器；以及輸出軸轉速傳感器，檢測所述輸出軸的轉速；並且其中，根據通過將所述輸入軸的目標轉速除以所述輸出軸的所述轉速而獲得的目標變速比，控制所述致動器。
13. —種用於控制變速器的方法，所述變速器包括變速機構，具有輸入軸、輸出軸以及用於改變所述輸入軸和所述 輸出軸之間的變速比的致動器；離心式離合器，連接到所述輸出軸； 控制單元，控制所述致動器；以及輸出軸轉速傳感器，檢測所述輸出軸的轉速；其中，根據通過將所述輸入軸的目標轉速除以所述輸出軸的所述 轉速而獲得的目標變速比，控制所述致動器。
全文摘要
本發明提供一種變速器、其控制器和控制方法、具有其的動力單元及車輛，其可以防止低速形式期間發動機速度的增大。根據本發明的變速器(20)包括變速機構(20a)；離心式離合器(25)；控制單元(9)；以及次級帶輪旋轉傳感器(41)。變速機構(20a)具有輸入軸(21d)、輸出軸(22d)以及用於改變輸入軸(21d)和輸出軸(22d)之間的變速比的致動器(30)。離心式離合器(25)連接到輸出軸(22d)。控制單元(9)控制致動器(30)。次級帶輪旋轉傳感器(41)檢測輸出軸(22)的轉速(54)並將其輸出到控制單元(9)。控制單元(9)基於通過將輸入軸(21d)的目標轉速(55)除以輸出軸(22d)的轉速(54)獲得的目標變速比(56)控制致動器(30)。
文檔編號F16H61/00GK101270806SQ200810084108
公開日2008年9月24日 申請日期2008年3月20日 優先權日2007年3月20日
發明者石岡和利 申請人:山葉發動機株式會社