CN102691764A - 用于无级变速器的夹紧力控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于无级变速器的夹紧力控制方法，可以包括第一过程，所述第一过程对主动滑轮和从动滑轮的任意一个滑轮的夹紧力进行固定；以及第二过程，在使夹紧力从夹紧力可以不在所述第一过程中进行固定的另一个滑轮的当前夹紧力逐渐减小的同时，所述第二过程找到传动比可以为最小值的区段，并且将传动比可以为最小值的该区段中的夹紧力设置为可以不被固定的另一个滑轮的夹紧力。

Description

用于无级变速器的夹紧力控制方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年3月22日提交的韩国专利申请No.10-2011-0025265的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种对CVT(无级变速器(Continuously VariableTransmission))中滑轮施加的夹紧力进行控制的方法，该CVT由皮带和滑轮构成，并且更加具体而言，本发明涉及一种技术，其能够通过使滑轮中施加的夹紧力尽可能低地减小而提高CVT的效率。

背景技术

由皮带和滑轮构成的CVT通过对应用到主动滑轮和从动滑轮的液压进行控制，从而能够连续地控制传动比。

由于不应该在CVT中的滑轮和皮带之间产生滑差(slip)，因此有必要在滑轮的轴向方向上将夹紧力设置为适宜的级别；然而，当应用了不必要的过高的液压的时候，浪费了能量，CVT的效率降低并且车辆的燃料效率减小。

因此，需要找到并控制夹紧力的最优点，从而防止滑轮和皮带之间的滑差，并且需要找到以下方法：通过安全系数乘以理论计算得出的夹紧力来确定最终夹紧力，将皮带和滑轮之间开始产生滑差的点确定为安全系数为1的点，从而尽可能低地减小安全系数，并且将夹紧力减小至该使用的点，从而找到并控制相关技术中的最优点。

然而，如图1所示，夹紧力F和滑差之间的关系不够明晰，这是因为夹紧力F的缩减和滑差率Sr的改变并未构成简单的对应关系，而是随着夹紧力F以恒定比率减小，滑差率Sr非线性地改变，从而很难确定安全系数为1的区段，并需要添加高性能和高精确度的传感器来检测并使用滑差以进行控制。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种用于CVT的夹紧力的控制方法，其在不使用额外的部件(例如高性能的传感器)的情况下，通过找到滑轮和皮带之间的最优夹紧力，而有助于提高CVT的效率和车辆的燃料效率。

在本发明的一个方面当中，一种用于无级变速器的夹紧力控制方法，可以包括第一过程，所述第一过程对主动滑轮和从动滑轮的任意一个滑轮的夹紧力进行固定；以及第二过程，在使夹紧力从夹紧力可以不在所述第一过程中进行固定的另一个滑轮的当前夹紧力逐渐减小的同时，所述第二过程找到传动比可以为最小值的区段，并且将传动比可以为最小值的该区段中的夹紧力设置为可以不被固定的所述另一个滑轮的夹紧力。

所述第二过程可以包括：第一步骤，所述第一步骤使夹紧力从夹紧力可以不在所述第一过程中进行固定的另一个滑轮的当前夹紧力逐渐减小，并且随着次数的增大通过由第一缩减力/次数所确定的力使夹紧力减小，直到所述传动比可以通过预定的第一缩减力而减小；第二步骤，所述第二步骤重复所述第一步骤，直到由于所述第一步骤而使在所述传动比可以减小的时候该传动比的改变量变得小于预定的第一极限值；以及第三步骤，所述第三步骤在所述第二步骤之后进一步地减小所述夹紧力，并在重复性地将夹紧力减小预定的第二缩减力直到所述传动比增大的时候，将恰好在传动比增大之前的那个夹紧力确定为最终夹紧力。

所述方法还可以包括第四步骤，当在所述第三步骤中将夹紧力减小所述第二缩减力的次数变得等于或大于预定的极限次数的时候，所述第四步骤将当前夹紧力确定为所述最终夹紧力。

所述第二缩减力可以被设定为小于所述第一缩减力。

根据本发明的示例性实施方案，可以在不使用额外的部件(例如高性能的传感器)的情况下，通过找到滑轮和皮带之间的最优夹紧力并且按照所述夹紧力来控制滑轮，而有助于提高CVT的效率和车辆的燃料效率。

本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1是显示当夹紧力随着时间流逝而以恒定比率线性减小的时候，滑差率和CVT效率的变化关系的曲线图。

图2是显示传动比和CVT效率的变化相对于滑轮的夹紧力的变化的曲线图，从而显示本发明的工作原理。

图3是流程图，其显示了根据本发明示例性实施方案的用于CVT夹紧力的控制方法的示例性实施方案。

应当了解，附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、定位和外形，将部分地由特定目的的应用和使用环境所确定。

在这些图形中，在贯穿附图的多幅图形中，附图标记指代本发明的相同或等效的部分。

具体实施方式

接下来将具体参考本发明的各个实施例，在附图中和以下的描述中示出了这些实施例的实例。虽然本发明与示例性实施例相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施例。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施例。

首先将本发明的理论背景描述如下。

作为CVT的传动比，存在几何传动比和实际速度的传动比。几何传动比是通过主动滑轮、从动滑轮和皮带的几何位置来确定的，实际速度的传动比是通过传动比的相对滑差量加上几何传动比而进行表示的。当不存在滑差的时候，几何传动比和实际速度的传动比相等，并且当主动滑轮和从动滑轮的夹紧力的比率保持恒定的时候，CVT的传动比保持恒定。

本发明找到了当对主动滑轮和从动滑轮的任意一个滑轮的夹紧力进行固定并且改变另一个滑轮的夹紧力的时候传动比变化很小并且传动比为最小值的区段，使得所述区段作为安全系数为1的区段，并且本发明通过利用在所述区段上的夹紧力来控制CVT，从而利用最优效率来控制CVT。

亦即，本发明并未利用夹紧力和滑差之间的关系而是利用了夹紧力和传动比之间的改变找到了最优效率点，其目的是为了找到CVT的效率最优的那个点。

图2显示了当改变从动滑轮的夹紧力F的时候，传动比Is和效率η的变化，其中主动滑轮上的夹紧力保持为恒定。

区段A是安全系数为1或者更大的区段，其中随着滑轮的刚度随着夹紧力的变化而变化的时候，实际的几何传动比Is发生变化，并且CVT的传动比Is相应地变化。

区段B是安全系数大约为1并且用来对CVT进行普通控制的区段，其中CVT的传动比Is并未由于夹紧力F的变化而大幅改变，并且CVT的效率η为最大值。

区段C是安全系数小于1的区段，其中由于夹紧力F无法使得滑轮与皮带相结合，因此产生了滑差并且实际的传动比Is发生改变，从而CVT的传动比Is改变。

本发明通过改变夹紧力F并观察传动比Is的变化而从上述多个区段中找到了区段B，并基于所述变化来控制夹紧力。

参考图3，本发明的示例性实施方案包括第一过程S10和第二过程S20，该第一过程S10对主动滑轮和从动滑轮的任意一个滑轮的夹紧力进行固定，在使夹紧力从夹紧力并未在第一过程S10中进行固定的另一个滑轮的当前夹紧力ClampForce逐渐减小的同时，该第二过程S20找到了传动比Is为最小值的区段，并且将传动比Is为最小值的该区段中的夹紧力设置为未被固定的另一个滑轮的夹紧力ClampForceFinal。

也就是说，本发明在第一步骤S10中对主动滑轮和从动滑轮的任意一个滑轮的夹紧力(例如主动滑轮的夹紧力)进行固定的时候，在第二过程S20中选定了传动比Is的变化相对于夹紧力的变化的为最小值的区段，并且相对应地控制另一个滑轮的夹紧力，例如从动滑轮的夹紧力。

第二过程S20包括第一步骤S21、第二步骤S22和第三步骤S23，第一步骤S21使夹紧力从夹紧力并未在第一过程S10中进行固定的另一个滑轮的当前夹紧力ClampForce逐渐减小，并且随着次数的增大通过由第一缩减力/次数所确定的力使夹紧力减小，直到所述传动比Is通过预定的第一缩减力ForceStep1而减小，第二步骤S22重复第一步骤S21，直到由于第一步骤S21而使在所述传动比Is减小的时候该传动比Is的改变量变得小于预定的第一极限值Change_limit，第三步骤S23在第二步骤S22之后进一步地减小所述夹紧力，并在重复性地将夹紧力减小预定的第二缩减力ForceStep2直到所述传动比Is增大为止的时候，将恰好在传动比Is增大之前的那个夹紧力ClampForce_old确定为最终夹紧力ClampForceFinal。

在步骤S21中，在利用夹紧力来控制滑轮的同时确定传动比Is是否变化，该夹紧力是通过将当前夹紧力ClampForce减去第一缩减力ForceStep1而得到的(by subtracting the current clamp force ClampForcefrom the first reduction force ForceStep 1)，并且在传动比Is没有发生变化的时候在不断循环的同时该夹紧力逐渐减小，其中被减小的夹紧力通过将第一缩减力ForceStep1除以进行循环的次数N所得到的值来确定，从而随着循环的进行，夹紧力以越来越小的值逐渐减小。

在步骤S22中，当传动比Is减小的时候，通过执行第一步骤S21而重复执行第一步骤S21，直到缩减度(Ratio_old-Ratio)变得小于第一极限值Change_limit，其中当初始的夹紧力处在区段A中的时候执行第一步骤S21时，夹紧力减小并且移动到区段B，从而通过重复地执行第一步骤S21而使得夹紧力进入到区段B。

因此，可以通过试验和分析而将第一极限值Change_limit适宜地选定在夹紧力的改变进入到区段B的那个级别上，并且可以确定所述改变不大，并且可以通过试验和分析而将第一缩减力ForceStep1适宜地选定在能够在相对较短的时间内精确地进入到区段B的级别上。

在第三步骤S23中，通过在进行循环的时候将夹紧力减小第二缩减力ForceStep2，而确定传动比Is是否增大，这是为了查明夹紧力是否从区段B移动至区段C，其中当传动比Is开始增大的时候，恰好在传动比Is增大之前的那个夹紧力ClampForce_old产生了最小的传动比Is，并且该夹紧力ClampForce_old被确定为CVT的效率η为最大值的夹紧力，并且相应地执行控制。

作为参考，即使初始的夹紧力位于区段C当中，通过执行第一步骤S21而使得该最初的夹紧力靠近区段B，可以通过将在下面描述的第三步骤S23来确定其是否移动至区段A，该第三步骤S23以与上述相同的原理来执行。

另一方面，优选地可以将第二缩减力ForceStep2设置为小于第一缩减力ForceStep1。亦即，通过将夹紧力减小相对小的宽度并且在通过将夹紧力减小相对小的宽度而找到区段B之后找到传动比Is增大的那个点，从而可以精确并且快速地找到传动比Is变为最小值的点。

在步骤S23中，当将夹紧力减小第二缩减力ForceStep2的次数变得等于或大于预定的极限次数N_limit的时候，进一步地包括第四步骤S24，该第四步骤S24将当前夹紧力ClampForce确定为最终夹紧力ClampForceFinal。

这是因为，当即使将夹紧力减小了第二缩减力ForceStep2的次数超过极限次数N_limit但是传动比Is都不再次增大的时候，该传动比很可能已经达到最小传动比Is，并且需要确保进行快速地控制，从而优选地，可以将此时的夹紧力确定为最终夹紧力ClampForceFinal。

如上所述，根据本发明的用于CVT的夹紧力的控制方法，可以在不使用特定的昂贵的传感器的情况下，通过确定夹紧力的变化和对应的传动比Is的变化并且找到用于控制滑轮的最优夹紧力，而确保CVT的效率η处在最优级别上并且提高了车辆的燃料效率。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (5)

1.一种用于无级变速器的夹紧力控制方法，包括：

第一过程，所述第一过程对主动滑轮和从动滑轮的任意一个滑轮的夹紧力进行固定；以及

第二过程，在使夹紧力从夹紧力并未在所述第一过程中进行固定的另一个滑轮的当前夹紧力逐渐减小的同时，所述第二过程找到传动比为最小值的区段，并且将传动比为最小值的该区段中的夹紧力设置为未被固定的所述另一个滑轮的夹紧力。

2.根据权利要求1所述的用于无级变速器的夹紧力控制方法，其中所述第二过程包括：

第一步骤，所述第一步骤使夹紧力从夹紧力并未在所述第一过程中进行固定的另一个滑轮的当前夹紧力逐渐减小，并且随着次数的增大通过由第一缩减力/次数所确定的力使夹紧力减小，直到所述传动比Is通过预定的第一缩减力而减小；

第二步骤，所述第二步骤重复所述第一步骤，直到由于所述第一步骤而使在所述传动比Is减小的时候该传动比的改变量变得小于预定的第一极限值；以及

第三步骤，所述第三步骤在所述第二步骤之后进一步地减小所述夹紧力，并在重复性地将夹紧力减小预定的第二缩减力直到所述传动比增大的时候，将恰好在传动比增大之前的那个夹紧力确定为最终夹紧力。

3.根据权利要求2所述的用于无级变速器的夹紧力控制方法，还包括第四步骤，当在所述第三步骤中将夹紧力减小所述第二缩减力的次数变得等于或大于预定的极限次数的时候，所述第四步骤将当前夹紧力确定为所述最终夹紧力。

4.根据权利要求2所述的用于无级变速器的夹紧力控制方法，其中所述第二缩减力被设定为小于所述第一缩减力。

5.根据权利要求3所述的用于无级变速器的夹紧力控制方法，其中所述第二缩减力被设定为小于所述第一缩减力。

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