CN100416139C - 无级变速器的运转方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无级变速器的运转方法,该变速器设有两个皮带轮(1、2),每个皮带轮设有共同限定锥形槽的两个皮带盘(4、5),传动带(3)在皮带盘之间借助于轴向夹紧力Fax夹紧,该夹紧力用于在变速器的正常运转过程中,借助于盘(4、5)和传动带(3)之间的摩擦且二者基本上无任何运动地将提供给该变速器的扭距T从一个皮带轮(1)传递到另一个皮带轮(2),其中任何时候上述变速器的正常运转被通常所说的自适应阶段中断,在该自适应阶段,轴向夹紧力Fax减小到Fax-打滑值,此时,一个皮带轮(1、2)和传动带(3)之间的给定程度的运动,即,传动带打滑S发生,且在该阶段,该变速器的一运转参数值则与上述值相关。

Description

无级变速器的运转方法
技术领域
本发明涉及一种用于运转无级变速器的方法。
背景技术
该类传动广泛为人们所知,如公开在本申请人的欧洲专利申请EP-A 1 167 839中。基于摩擦力和夹紧力的该类传动中,圆盘夹紧传动带需要一个最小力,以使后者能够将转动从一个皮带轮传递到另一个皮带轮。本文中,所需的最小轴向夹紧力Fax-min通过一个皮带轮作用到传动带上,并且为使所提供的扭矩传递时,至少在基本上带和皮带轮之间没有滑动,该夹紧力也是必需的。在实践中,该夹紧力经常计算自:所供扭矩T乘以锥形皮带盘之间限定的角度φ的二分之一的余弦值,除以两倍的皮带轮的盘之间的传动带的工作半径R和根据经验确定的扭矩传递系数τ的乘积:
Fax-min=(T·cos(1/2φ))/(2·R·τ)    (1)
该方程中,传动带和皮带轮之间接触的摩擦系数μ在实践中经常取代扭矩传递系数τ。可认为方程(1)是个很好的近似。
已由该方法确定的所需最小夹紧力Fax-min值理论上作用于两个皮带轮,但为维持常传递系数,可能仍需选择两个皮带轮中一个的夹紧力较高。同样,为使传动能够变化,可能需要不同的夹紧力,或皮带轮各自的夹紧力之间至少有一差比。然而,为了达到理想的传动比或其中变化的理想速度,上述所需最小夹紧力Fax-min始终作用于至少两个皮带轮中的一个上,较高的夹紧力作用于传动带,然后作用于另一个皮带轮。
通常又将欲施加的夹紧力Fax定义为所需最小夹紧力Fax-min乘以安全因子Sf:
Fax=Sf·Fax-min    (2)
安全因子Sf考虑到,例如,所需最小夹紧力Fax-min的计算中的任何不准确性。
该类运转方法得到广泛应用,并为人们所知,例如公开在本申请人的欧洲专利申请公报EP-A 1 218 654中。本文的总体目的是使作用在传动带上的夹紧力与所供扭矩相比尽可能低,即,使用尽可能低的安全因子。此举的原因在于,夹紧力越低,传动效率越好。如,摩擦损失将较低、产生夹紧力所采用的功率将较低。而且,较低的夹紧力对皮带的使用寿命也较好。然而,在夹紧力仅恰好高于所需最小力的情况下,即,恰好高于在皮带轮和传动带之间可能产生滑动时的夹紧力,如由于负载采用的扭矩的突然变化或上述所需最小夹紧力Fax-min的计算中的不准确性,会有比较高的传动带滑动的风险。然而根据现有技术,由于根据定义传动滑动会导致功率损耗而且还有可能导致过度磨损,理论上应避免传动带滑动,以保证传动的坚固性和最优效率。
因此,已知的传动中,1.3或更高的值被典型地用于安全因子。换句话说,即使使用相对低的安全因子,也存在附加的已知措施用来避免发生传动带滑动。例如,欧洲专利申请EP-A 1 069 331中公开了驱动传动线中的离合器,其中,传动的组成方式为其以比传动带低的扭矩值滑动。这是因为,一旦离合器滑动,所供扭矩不能升高或几乎不能升的更高,任何剩余功率由离合器消耗。另一可选解决方案由最初所述的现有技术文件给出,其中,夹紧力可选择性地降低,即,安全因子可作为状况的函数选择性地降低。该情况下的这种降低基于如下发生:欲传递的扭矩的变化随扭矩值增大而相对变低,不论其是由内燃机引起还是由负载处的状况引起。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提供一种无级变速器的运转方法,允许提高传动的效率或坚固性;特别是通过使用相对低的安全因子,该方法能有利地独立于已知的附加措施使用。
根据本发明所基于的一种新见解,传动带在一定的甚至是无级的情况下可重复地进行相当大程度的滑动而不会遭受致命损伤,即,正常的传动运转不会受到负面影响。这与前面的技术见解不同,根据前面的技术见解,理论上应尽可能多地限制带相对于皮带轮的完全滑动,甚至是完全避免。
根据本发明,该情况下可有利地使用滑动特性,其中用于传动的传动比,并作为轴向夹紧力、传动带和皮带轮之间各自的切向滑动速率的函数,确定了无论是致命的还是其它的对带或皮带轮的损伤是否在这些限定条件下发生,并利用通常所说的损伤线指明这些状态之间的过渡或是边界。该类传动特性表明,在所有情况下,传动在一定程度上抵抗上述传动带滑动,尤其是,传动甚至可能允许在相对低的夹紧力或相对高的传动比(其定义为传动的输出转速和输入转速之间的比值)处,滑动速度相当大。
基于该滑动特性及由此得出的新见解,本发明提出第一种新方法,该方法基于已知的夹紧力运转方法,有利地利用传动带和皮带轮之间的所述滑动。根据本发明,该方法的特征在于一种自适应方法,其中,在正常的传动运转中,至少修正传动的一个运转参数。该方法的优点在于,随时间进行的传动运转在效率和坚固性方面可为最佳。举例来说,可大大限制磨损对最大传动效率的影响。
在本发明所说的方法的进一步改良中,将方程(1)中的扭矩传递系数τ用作上述运转参数。修正该参数至其实际值是指,始终准确获知所供扭矩T和所需最小夹紧力Fax-min之间的关系,以使在一定的情况下,可有利地利用相对低的安全因子Sf、根据方程(2)计算欲施加的夹紧力Fax。根据本发明,安全因子Sf可例如具有1.3和1之间的值。已经声明过,低的安全因子Sf有利于传动效率。本发明所说的方法还有一个优点,扭矩传递系数τ考虑了在确定工作半径R过程中可能产生的不准确性即系统误差,及理想的夹紧力Fax和所供扭矩T的实际施加情况。
根据本发明,通过在自适应阶段(adaptation phase)降低夹紧力Fax直至检测到上述传动带打滑程度S(degree)来确定实际的扭矩传递系数τ。可利用方程(i),或一种类似的方式从在这些情况下常见的夹紧力Fax-打滑中准确地确定扭矩传递系数τ的实际值即当前值:
τ=(T·cos(λ))/(2·R·Fax-打滑)    (3)
该情况下,传动带滑动实际发生处的轴向夹紧力Fax-打滑值当然稍微低于没有滑动发生处的最小轴向夹紧力值。安全因子Fax足够高时,如其值大于1.1,然而,该差值落入安全裕度内,并且两个夹紧力值仍然可近似地互相等同。换句话说,夹紧力值Fax-打滑的确定值或利用方程(3)确定的扭矩传递系数τ可增大一个限定系数。
在本发明所说的方法的更进一步改良中,当传动的传动比为其最高值即超速比、或为最低值即低速比时进行上述自适应阶段。这是因为,这些传动比中,通常将皮带轮的至少一个轴向可移位的盘定位于与一挡块相抵触,以使传动的几何传动比GR并因此还有出自方程(3)的工作半径R有一个已知的固定值。该几何传动比GR和实际测量的传动比ωOUTIN,即两个皮带轮的转速ωOUT、ωIN的商,之间的任何差值则表明了传动带打滑S的一个限定值。根据本发明,传动带打滑S可定义如下:
S=(1-((ωOUTIN)/GR))·100%    (4)
还可能将传动带滑动的绝对值用于米每秒。
由于在传动带和皮带轮之间的摩擦接触中不可避免地产生一些称作微滑的滑动,在依据本发明可能谈及传动带滑动,即宏滑之前,该几何传动比和实际传动比之间的所述差值必须超过一定值。方程(4)给出的定义中,若传动带打滑S定为百分比大小,滑动为宏滑的形式。
应注意,在传动带滑动的情况下,所测量的传动比始终低于几何传动比,并因此在低速比时,若所测量的传动比采用了比可能最低的传动比即低速比低的值,则可稳定记录传动带滑动的产生。
传动的任何其它几何传动比,即在低速比和超速比之间的传动比中,若没有附加检测装置则检测不到这种情况。不过,根据本发明,也有可能使用一种改良的传动运转方法,其中,传动配备了用于确定几何传动比的检测装置。现有技术中已知各种适合该目的的检测装置,如,传动带速度测量设备,用于确定传动带的圆周速度,可从中计算传动带的工作半径;皮带盘位置传感器,用于确定皮带轮的盘之间的距离,可从中再次计算传动带的工作半径;或传动带位置传感器,用于直接确定传动带的工作半径。
在利用上述皮带盘位置传感器确定几何定义的传动比GR的实施例中,根据本发明的另一方面,通过将该类传感器定位于皮带轮的轴上取代皮带盘的最外工作半径上可优化其准确性。这解决了由皮带盘在正交力下受压变形引起的信号准确性不足的问题。根据本发明,该问题的另一个解决办法由使用特性图形成,该图因此包括几何定义的传动比相对于一个或更多参数如可移位皮带盘的轴向位置、皮带轮的转速、所供扭矩、以及夹紧力。在该类特性图中可提前考虑到上述变形。
基于该滑动特性和由其得出的新见解,本发明进一步提出第二种新方法,该方法基于已知的夹紧力运转方法,并有利地利用了上述传动带和皮带轮之间的滑动。本发明所说的方法的特征在于,当传动运转时,皮带轮和传动带之间产生滑动的传动带滑动度(degree)由电子运行单元借助于滑动检测装置检测;并且其特征在于,当传动运转时,若滑动度超过临界限,该运行单元采取措施,通过发送操作信号给传动的相关部件减小滑动度。
由于在传动带和皮带轮之间的摩擦接触中不可避免地产生一些滑动,在可能谈及本发明上下文中的过度传动带滑动之前,传动带打滑S不得不超过一定值,该情况下指临界限。该临界限在该情况下例如根据经验确定,并例如与依据滑动特性的最大容许传动带滑动相关。
基于上述新见解,在本发明进一步的改良中,已知传动的运转方法本身可自适应,该种方式中,起点为结合方程(1)和(2)以及安全因子Sf的Sf/τ因子(安全因子/扭矩传递系数),安全因子Sf稍微大于1,如为1.3,或在特殊情况下甚至等于1。如上所说每次超过传动带滑动的临界限时,调整Sf/τ因子值,该情况下为将其增大,以使已由运行单元计算的欲施加的夹紧力Fax值变高。利用该类方法并执行该运转方法,有利地考虑到许多变化参数,即,确定发动机所提供扭矩的不准确性,确定工作半径的不准确性,以及由于磨损、恶化和润滑油的补给而随时间变化的各种参数,以及任何确定夹紧力的不准确性,如由于压力传感器的特性。由于所供扭矩的外部和/或预料不到的变化,还存在过度传动带滑动的风险。而且,先前已增大的Sf/τ因子可慢慢回落到其原始值。
根据本发明进一步的改良,调整Sf/τ因子中的扭矩传递系数τ,安全因子Sf的值在1.3和1之间的范围内,优选为1.1。换句话说,安全因子Sf可确定为用于传动的瞬时传动比的传动带打滑S最大容许度和上述轴向夹紧力Fax的函数;按照滑动特性,即,在滑动特性表明传动不太能承受传动带打滑S的情况下,使用较高的安全因子,如举例来说,最低传动比中采用高扭矩T,即欲施加的高轴向夹紧力Fax,反之亦然。此举的优点在于,在达到该滑动的最大容许值之前,始终有足够的空间和/或时间来减小过度的传动带打滑S。
根据本发明,还有可能提供带存储装置的运行单元,在发生该种性质的过度传动带滑动的情况下,在该存储装置中存储一个或多个参数值,这些参数为发生传动带滑动情况下的特征,像例如,所供扭矩、传动比、传动温度、路况和使用该变速器的汽车的司机驾驶特点。若在后期传动运转时类似的情况再次发生,即可增大Sf/τ因子作为预防性措施,即,甚至在产生过度传动带滑动之前。换句话说,在本发明所说的运转方法中,响应不断重复超过传动带滑动临界限,特别是在特殊情况下,可永久性地增大,增大Sf/τ因子到较大的范围和/或更慢地减小Sf/τ因子。
为了尽可能快地限制过度传动带打滑S至最大可能的范围,还为了避免因此可能产生的损伤,本发明进一步设有附加装置。例如,若由运行单元计算的夹紧力Fax将高于最大可达值或最大容许值,该类装置虽然不是唯一的,但与此相关。根据本发明,该类附加装置可适用于夹紧力Fax的可能临时的快速调整,如在液压产生夹紧力Fax的情况下的蓄压器,以使该力响应传动带滑动而较快地增大。换句话说,该附加装置可适用于较快地减小夹紧力Fax,为将由传动带和皮带盘之间的摩擦接触所损耗的功率限制到最大可能的范围,后者优选与减小所供扭矩相结合,如通过至少局部开启位于发动机和传动之间的传动路线上的离合器来实现;为抵消传动带滑动,该措施也可独立使用,或通过限制发动机产生的扭矩和/或转速,和/或通过限制可改变传动的传动比的速度。根据本发明,所述附加装置的活动范围可与传动带滑动的严重性相联系,即,根据滑动特性,其与最大容许传动带滑动有多接近。
应注意,本发明所基于的新见解不仅涉及优化传动效率和/或提高传动的坚固性,还旨在节约成本价,例如,由于传动未设置用于确定实际夹紧力并将其反馈到传动运转的装置。
在本发明有利性的简单改良中,滑动检测装置只在传动的传动比为最高值即超速比,和/或为其最低值即低速比时有效。这是因为,在这些传动比中,通常皮带轮的至少一个轴向可移位的盘定位于与一挡块相抵触,以使传动的几何定义的传动比GR并因此还有方程(3)中的工作半径R有一个已知的固定值。
最后,根据本发明,将已根据本发明调整过的传动参数如Sf/τ因子与该因子的预定标称值或标称范围值相联系是有利的。该过程为传动提供了众多附加运行选项。例如,若传动参数在固定标称范围外,可对传动用户发出维修工作如换油的需求信号。
附图说明
现在将基于附图通过举例更加详细地描述本发明,其中:
图1利用传动带和皮带轮用图解方式描述了部分无级变速器;
图2以通常所说的为本传动所确定的滑动特性的形式图示了本发明所说的见解;以及
图3表示了本传动的称作牵引曲线的一个例子。
具体实施方式
图1表示了无级变速器的核心部分,其用于例如客车的驱动。传动本身众所周知,其包括第一和第二皮带轮1和2,每个皮带轮包括两个皮带盘4、5,皮带盘之间设有传动带3。皮带盘4、5整形成锥形,且皮带轮1、2的至少一个盘4可沿其上安装有盘4、5的各自的轴6、7轴向移位。该变速器还包括激活装置,这些装置未在图中示出,通常可电控并液压动作以便对上述一个盘4施加轴向力Fax。该种方式下,传动带3在各自的皮带轮1、2之间夹紧,并且轴6、7的驱动力,如所供扭矩T,通过盘4、5和传动带3之间的锥形接触面的摩擦在皮带轮1、2之间传递。根据方程(1),利用所供扭矩T、所述接触面径向的接触角,即,锥形皮带盘之间限定的角度φ的一半、传动带3的工作半径R和扭矩传递系数τ,来确定为实现该目的所需轴向夹紧力Fax-min。
然而,由于所供扭矩T和工作半径R的值和这些参数的实际值之间可能有偏差,已借助方程(1)确定的所需最小轴向夹紧力Fax-min在一定程度上不准确,所供扭矩T和工作半径R的值已被记录用于确定夹紧力。而且在实践中,经常在欲由激活装置施加的轴向夹紧力Fax的理想值和实际存在的夹紧力之间还有一未知偏差。上述不准确性和不确定性意味着,将轴向夹紧力Fax的理想值选的稍高于所需最小夹紧力Fax-min,特别是根据方程(2)把后者乘以安全因子Sf。
图1所示的传动带3包括几个环形金属支撑部件31,每个部件包括一组嵌套的细金属环,形成一系列金属横向部件32的载体,金属横向部件32吸收施加在皮带轮1、2的盘4、5之间的夹紧力,并由于主动皮带轮1旋转而互相推动移过承载部件31移向从动轮2。该种传动带还被称作Van Doorne推送带,在例如欧洲专利EP-A 0 626 526中有更详细的描述。
根据本发明所基于的见解,该类传动带3至少在某种程度上能承受皮带轮1、2和带3之间的滑动,即,传动带打滑S。本文中,利用通常所说的滑动特性作为尝试优化无级变速器的坚固性和效率的起点,本发明以该滑动特性为基础。图2表示了该类滑动特性的一个例子,对于该变速器的几何传动比,并作为轴向夹紧力Fax和传动带打滑S绝对值的函数,该图中确定了在这些限定条件下,传动带3或皮带轮1、2是否发生不论是致命还是另外的损伤。该情况下图2中的曲线或损伤线A、B和C表明,对于规定的几何传动比,如箭头I所示低于传动带打滑S的最大容许值时,该致命损伤不会发生;如箭头II所示高于该值时,该致命损伤确实发生。根据本发明所基于的一个观点,对于由皮带盘施加在传动带上的力Fax和该两个部件之间的滑动速度即传动带打滑程度S所限定的组合,当为此超过最大值时,由于滑动而发生粘接磨损。
然而,从滑动特性可以看出,该变速器在某种程度上至少能承受传动带打滑S。图2还表明,在低速比达到传动带打滑S的最大值A比在超速比达到最大值C更快,即,对于相同的传动带打滑S1值,传动带或皮带轮在低速比中轴向夹紧力Fax-a的低值处而不是例如在超速比中夹紧力Fax-b的临界限处出现损伤。或换句话说,轴向夹紧力Fax处于恒定值时,与超速比对比,传动带打滑S的低值可视为能接受的。损伤线B涉及低速比和超速比之间的传动比。
在发现该现象的基础上,并基于其滑动特性的详细量化,现已开发出第一种无级变速器的新运转方法,其基于任何已知的确定轴向夹紧力的操作方法,在该方法中增加了通常所说的自适应阶段,该阶段中,至少确定了轴向夹紧力的Fax-打滑的当前值,传动带3和皮带轮1、2之间的宏滑在给定的传动比GR和扭矩T下出现,并将运转参数的当前值与该Fax-打滑值相联系。根据本发明,上述宏滑值在绝对意义上优选在0.5m/s和2m/s之间的范围内,尤其是在1m/s和1.5m/s之间。
为清楚起见,根据本发明,图3利用通常所说的牵引曲线表明微滑和宏滑之间的差别。该图将传动带打滑S绘作给定的传动比,该情况下指超速比下所供的扭矩T和给定的轴向夹紧力Fax的函数。从图3可以看出,传动带打滑S理论上随扭矩值T增大到最大扭矩值Tmax。根据本发明,将该类传动带打滑S定义为微滑。虽然传动带打滑S确实在超过最大扭矩值Tmax的一边进一步增大,但是所传递的扭矩保持垂直不变、甚至稍微减小。根据本发明,将该类传动带打滑S定义为宏滑。
根据本发明的一个优选实施例,在正常运转过程中至少有一个传动比保持恒定的情况下,基于方程(1)计算所需夹紧力Fax,并且在自适应阶段,基于方程(3)通过降低夹紧力直至带出现滑动确定扭矩传递系数τ。
仍根据本发明的另一个优选实施例,在正常运转过程中,欲由皮带轮1、2施加在传动带3上的轴向夹紧力Fax通过将该力所需的最小值Fax-min与安全因子Sf相乘来确定。根据滑动特性,该安全因子Sf值与容许用于该变速器的瞬时传动比的传动带打滑程度S和所述轴向夹紧力Fax有关,即,在滑动特性表明该变速器较不能承受传动带打滑S的情况下,使用较高的安全因子Sf,如举例来说,低速比中处于高扭矩T或欲施加高轴向夹紧力Fax,反之亦然。
根据本发明,该自适应阶段可周期性进行,例如,传动运转时每隔10分钟;也可非周期性进行,如每次启动该运转时;或基于二者的组合。在后者的情况下,例如在每次达到超速比时可运行自适应阶段,然后每隔10分钟运行一次。当然,本文中可想象出许多可能的策略。
最后,根据本发明,对于某些传动参数,如举例来说实际扭矩传递系数τ,在自适应阶段与该系数的预定标称值或标称范围值相关是有利的。该过程为传动提供了许多附加运转选项。例如,若实际扭矩传递系数τ在规定的标称范围外,至少可临时将正常运行下的用于运转传动的方法替换为一种安全的方法,该方法例如限制所供扭矩,或该方法使用较高的安全因子。还有,在该情况下,可能对传动用户发出需要维修工作如换油的信号。
本发明还公开了第二种已经开发的无级变速器的运转方法,其基于任何已知的用于确定轴向夹紧力Fax的运行方法。该方法中,可检测传动带打滑程度S,并且在该方法中,若该滑动超过临界限,即,在过度传动带打滑S的情况下,采取措施以减小传动带打滑S。在本发明进一步的改良中,根据滑动特性,上述临界限与最大容许传动带打滑程度S相关。
除了上述内容,本发明还涉及图中的所有细节,这些细节至少可被本领域技术人员直接、明白地理解。

Claims (11)

1. 无级变速器的运转方法,该变速器设有两个皮带轮(1、2),每个皮带轮设有两个均限定了锥形槽的皮带盘(4、5),传动带(3)在皮带盘之间借助于轴向夹紧力Fax夹紧,该夹紧力用于在变速器的正常运转过程中,借助于盘(4、5)和传动带(3)之间的摩擦且二者基本上无任何运动地将提供给该变速器的扭矩T从一个皮带轮(1)传递到另一个皮带轮(2),在该方法中,基于所述扭矩T利用一运转参数计算轴向夹紧力Fax,其特征在于,任何时候上述变速器的正常运转被自适应阶段中断,在该自适应阶段,轴向夹紧力Fax减小到Fax-打滑值,此时,一个皮带轮(1、2)和传动带(3)之间的给定程度的运动,即,传动带打滑S发生,且在该阶段,该变速器的所述运转参数的值通过使其与上述所减小的Fax-打滑值相关而被调整。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该运转参数是该变速器的扭矩传递系数τ,其代表所供扭矩T和轴向夹紧力Fax值之间的关系,该轴向夹紧力Fax是用于在正常运转过程中将所供扭矩T基本上无传动带打滑地在传动中传递所需的最小力。
3. 根据权利要求2所述的方法,其特征在于,扭矩传递系数τ由方程
τ=(T·cos(1/2φ))/(2·R·Fax-打滑)
给出,其中,φ为锥形皮带盘(4、5)之间限定的角度,R为皮带轮(1、2)的盘(4、5)之间的传动带(3)的工作半径。
4. 根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在正常运转过程中欲由皮带轮(1、2)作用于传动带(3)的轴向夹紧力Fax由方程
Fax=Sf·(T·cos(1/2φ))/(2·R·τ)
给出,其中Sf为大于或等于1的安全因子。
5. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,安全因子Sf的值在1.3和1之间的范围内,优选大于1.1。
6. 根据前述权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,在正常运转过程中,欲由皮带轮(1、2)在正常运转过程中作用于传动带(3)的轴向夹紧力Fax通过将所需最小的夹紧力Fax值乘以安全因子Sf来确定,所需最小夹紧力值用于使所供扭矩T基本上无传动带打滑地通过变速器,根据滑动特性,安全因子Sf值与容许用于该变速器的瞬时传动比的传动带打滑程度、轴向夹紧力Fax有关。
7. 根据前述权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,当变速器的传动比处于最低值即低速比,或最高值即超速比时,进行自适应。
8. 根据前述权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,在自适应阶段,传动带打滑程度确定为变速器的几何传动比GR、皮带轮(1、2)各自的转速之间的比值ωOUTIN之间的差值或比值的函数。
9. 根据前述权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,所述传动带打滑程度的绝对值在0.5m/s和2m/s之间的范围内,优选在1m/s和1.5m/s之间。
10. 根据前述权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,该变速器还设有检测装置,用于确定变速器的几何传动比GR。
11. 一种无级变速器,其根据权利要求1所述的方法运转。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5162218B2 (ja) * 2007-09-03 2013-03-13 ヤマハ発動機株式会社 無段変速装置の制御装置、無段変速装置、およびそれを備えた車両
US8226185B2 (en) 2008-09-11 2012-07-24 Xerox Corporation Drive belt slip and belt wear detection
RU2485372C1 (ru) * 2009-04-30 2013-06-20 Ниссан Мотор Ко., Лтд Устройство и способ управления бесступенчатой трансмиссией ременного типа
JP4435858B1 (ja) * 2009-04-30 2010-03-24 日産自動車株式会社 ベルト式無段変速機の制御装置と制御方法
KR101342185B1 (ko) * 2009-04-30 2013-12-16 쟈트코 가부시키가이샤 벨트식 무단 변속기의 제어 장치와 제어 방법
RU2483234C1 (ru) * 2009-04-30 2013-05-27 Ниссан Мотор Ко., Лтд Устройство и способ управления бесступенчатой трансмиссией ременного типа
JP4809460B2 (ja) 2009-06-10 2011-11-09 日産自動車株式会社 Vベルト式無段変速機搭載車のベルトスリップ時駆動力制御装置
CN101718336B (zh) * 2009-12-01 2013-03-27 南京汽车集团有限公司 V型带式无级变速器打滑检测方法
EP2979010B1 (en) 2013-03-27 2017-06-21 Volvo Truck Corporation A control method for a powertrain for a vehicle and correspondingly controlled powertrain
CN104389996A (zh) * 2014-09-10 2015-03-04 湘潭大学 一种无级变速器金属带传动闭环式滑移率测试方法
US10330197B2 (en) * 2016-09-06 2019-06-25 GM Global Technology Operations LLC Continuously variable transmission and system and method of control for high torque events
CN106594269B (zh) * 2016-12-30 2018-05-22 湘潭大学 无级变速器金属带传动可靠度补偿控制装置及控制方法
CN106838301B (zh) * 2017-01-19 2018-07-06 湘潭大学 一种无级变速器金属带夹紧力控制装置及控制方法
US10514096B2 (en) * 2017-10-06 2019-12-24 GM Global Technology Operations LLC Continuously variable transmission ratio measuring device
DE102017223844A1 (de) 2017-12-28 2019-07-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Riementriebs
CN113944751A (zh) * 2021-11-08 2022-01-18 柳州赛克科技发展有限公司 一种无级变速器带轮系统的控制方法、系统及控制器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5556346A (en) * 1994-05-18 1996-09-17 Temic Telefunken Microelectronic Gmbh Pretensioning force adjustment of continuously variable transmission
US6050912A (en) * 1996-07-16 2000-04-18 Nissan Motor Co., Ltd. Continuously variable transmission that changes axial thurst based on transmission ratio
CN1335235A (zh) * 2000-07-21 2002-02-13 大发工业株式会社 自动变速器的变速控制方法
US6436004B1 (en) * 1999-08-07 2002-08-20 Zf Friedrichshafen Ag Pulley slip control for continuous variable transmissions
CN1371454A (zh) * 1999-08-27 2002-09-25 Skf工程研究中心公司 无级变速系统
DE10225285A1 (de) * 2001-06-13 2002-12-19 Luk Lamellen & Kupplungsbau Verfahren und ein System zum Regeln des Drehmomentübertragungsvermögens einer reibschlüssig Drehmoment übertragenden Baugruppe

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL9300880A (nl) 1993-05-24 1994-12-16 Doornes Transmissie Bv Drijfriem.
EP1069331B1 (en) 1999-07-06 2002-05-08 Van Doorne's Transmissie B.V. Method for controlling a continuously variable transmission having a continuously slipping clutch
ATE242854T1 (de) 1999-09-15 2003-06-15 Doornes Transmissie Bv Steuerung für ein stufenlos verstellbares getriebe bzw. ein stufenlos verstellbares getriebe mit einer derartigen steuerung
JP2001108082A (ja) * 1999-10-13 2001-04-20 Toyota Motor Corp 巻き掛け伝動装置の制御装置
JP3698957B2 (ja) * 2000-06-02 2005-09-21 三菱電機株式会社 無段変速機の油圧制御装置
EP1167839B1 (en) 2000-06-30 2004-05-26 Van Doorne's Transmissie B.V. Continuously variable transmission and control method therefor
DE10130057A1 (de) * 2001-06-21 2003-01-02 Volkswagen Ag Verfahren zur Regelung des Schlupfes im Variator eines stufenlos verstellbaren Getriebes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5556346A (en) * 1994-05-18 1996-09-17 Temic Telefunken Microelectronic Gmbh Pretensioning force adjustment of continuously variable transmission
US6050912A (en) * 1996-07-16 2000-04-18 Nissan Motor Co., Ltd. Continuously variable transmission that changes axial thurst based on transmission ratio
US6436004B1 (en) * 1999-08-07 2002-08-20 Zf Friedrichshafen Ag Pulley slip control for continuous variable transmissions
CN1371454A (zh) * 1999-08-27 2002-09-25 Skf工程研究中心公司 无级变速系统
CN1335235A (zh) * 2000-07-21 2002-02-13 大发工业株式会社 自动变速器的变速控制方法
DE10225285A1 (de) * 2001-06-13 2002-12-19 Luk Lamellen & Kupplungsbau Verfahren und ein System zum Regeln des Drehmomentübertragungsvermögens einer reibschlüssig Drehmoment übertragenden Baugruppe

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
20010049315A1 2001.12.06

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ATE459828T1 (de) 2010-03-15
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EP1818572A1 (en) 2007-08-15
DE60315893T2 (de) 2008-05-21
EP1818572B1 (en) 2010-03-03
JP2006511765A (ja) 2006-04-06
AU2003303248A1 (en) 2004-07-14

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