CN105299209B - 控制无级变速器的装置 - Google Patents

Abstract

本公开的各种实施例提供一种用于控制无级变速器的装置。装置包括致动器112、存储元件120以及控制单元118。致动器112有效地联接至变速器的副带轮的可动滑轮110。存储元件120适用于存储对应于至少一个对应的操作条件下的制动特定燃料消耗和带106效率的期望的发动机速度。控制单元118控制致动器112以调节可动滑轮110的位置。控制单元118根据至少一个发动机速度传感器来测量实际发动机速度，从存储元件120中检索期望的发动机速度，并且确定期望的发动机速度和实际发动机速度之间的差异。然后，控制单元118基于确定的差异和带效率来计算带所需的夹持力并且控制致动器112。

Description

控制无级变速器的装置

技术领域

本公开涉及一种控制无级变速器（CVT）的装置。

背景技术

可变直径带轮（VDP）-CVT包括主带轮、副带轮和V带。主带轮包括联接至发动机曲轴和变速装置（其为带有滚子的圆盘，该滚子围绕轴的中心布置有预定的重量）的固定滑轮和可动滑轮。随着增加的发动机速度，滚子开始在变速装置中向外运动，其使得可动滑轮离心地朝向固定带轮滑轮运动。副带轮包括联接至从动侧轴至车轮的固定滑轮和可动滑轮，通常被称为反向弹簧（contra spring）（具有预定刚度）的压缩弹簧保持可动滑轮不远离副带轮固定滑轮运动，存在同样也打开驱动器并且以预定速度将驱动器连接至车轮的离心离合器。V带或楔形带环绕在主带轮之间的两个滑轮并且连接副带轮的两个滑轮。V带是主要传动源。

CVT的机械可变直径带轮（VDP）被设计通过以所有可能有效的CVT比来驱动从动元件，以维持发动机速度恒定在最佳区域。但是，VDP-CVT中的发动机速度因机械CVT对操作条件无任何反馈而从最佳区域下降。CVT组件的设计及其机械能力（例如，滚子重量、弹簧的刚度）最适于并且经调整用于平坦路况并且CVT在其他操作条件下如以较高车速行驶以及突然接近上坡条件时开始变得低效，其中在上述条件下，车轮上的载荷并未被正确的感测到并且发动机速度因未过渡到较低档位而下降。另一个低效操作条件包括但不限制于制动至较低车速以及突然打开节流阀因CVT比仍处于较高齿轮比并缺少扭矩而产生加速不力。

附图说明

参考以下附图描述本公开的实施例，

图1示出根据本公开的实施例用于控制CVT的装置的示意图，并且

图2示出根据本公开的实施例用于控制CVT的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出根据本公开的实施例用于控制CVT的装置的示意图。该装置包括有效地联接至CVT的副带轮的可动滑轮110的致动器112。副带轮的固定滑轮108被安装至车辆的合适的静止部件。致动器112是电动致动器、电磁致动器诸如但不限制于电磁离合器。该装置与存储元件120相关联，该存储元件适用于存储对应于至少一个操作条件下的制动特定燃料消耗（BSFC）的期望的发动机速度。存储元件120还适用于存储对应于至少一个操作条件的带效率。存储元件120或者是内部装置（内嵌式）或外部装置。该装置还包括控制单元118，该控制单元适用于控制致动器112以调节CVT的可动滑轮110的位置。在控制致动器112之前，控制单元118适用于根据至少一个发动机速度传感器（图1未示出）来测量实际发动机速度，并且还适用于从存储元件120中检索期望的发动机速度，以及确定期望的发动机速度和实际发动机速度之间的差异。此外，控制单元118适用于基于期望的发动机速度和实际发动机速度的差异以及带效率来计算带106的所需的夹持力。所计算的所需的夹持力通过控制单元118而适用于控制副带轮的可动滑轮110的运动。所需的夹持力适用于确定用于控制致动器112的致动力。示出将扭矩传至车辆车轮的离合器116，其诸如但不限制于离心离合器。

根据本公开的实施例，致动器112被有效地联接至主带轮的可动滑轮104并控制可动滑轮104以基于至少一个操作条件下的BSFC来维持最佳发动机速度。主带轮的固定滑轮102被安装至车辆的静止部件。

根据本公开的实施例，主带轮和副带轮之间的带106是金属带或非金属带106诸如橡胶带。

根据本公开的实施例，至少一个操作条件选自下组包括但不限制于速度比、带张力、转动速度、外载荷、带轮直径、节流阀位置、表面梯度等。

根据本公开的实施例，至少一个发动机速度传感器选自下组包括但不限制于飞轮齿传感器、基于交流发电机的传感器、基于电感的传感器等。

根据本公开的实施例，致动器112适用于拖拉和/或推动副带轮的可动滑轮110以实现最佳齿轮比。当通过控制副带轮的可动滑轮110来平衡主带轮上的力时，连接主带轮和副带轮的带106并不滑移。除了主带轮和副带轮的独立控制外，控制单元118提供了合适的额外校正力，用于将副带轮维持在有效齿轮比。校正了电动机械致动器112所施加的副带轮上的夹持力。

根据本发明的实施例，致动器112在副带轮处提供助力。通过连接副带轮处的致动器112，在部分载荷条件下，较少助力被提供用于将齿轮比改为超速传动，即提供超过带效率的增益。而且，改进了部分载荷条件下的加速度，这是因为助力直接施加在副侧上。

根据本公开的实施例，装置经改型成为现有机械VDP-CVT的副侧。电磁致动器112仅在需要校正带轮位置时进行操作。因此校正了带轮上的带106位置，从而实现最佳CVT比以维持发动机速度。装置被容纳在弹簧114诸如反向弹簧内，并且基于所需的夹持力来控制致动器112。任选地，装置被容纳在弹簧114的外侧。

根据本公开的实施例，公开的装置通过控制带滑移而能够在部分载荷条件下获得CVT的全部效率。部分载荷条件是指低扭矩条件。装置保持发动机速度较低，从而在对应的至少一个操作条件诸如节流阀位置下实现最佳BSFC点。装置确保最佳带106张力或所需的带106张力以传递部分节流阀动力。装置通过控制发动机速度和CVT齿轮比以及齿轮比的改变率而改进了燃料消耗。因此，最佳地控制了带106诸如但不限制于橡胶带，该带在部分载荷条件下是非常低效的。

根据本公开的实施例，公开的装置能够控制驾驶性能并在全部载荷条件下改进车辆的燃料效率。此外，装置通过递送高的发动机扭矩值而提供改进的增速/加速以及车轮上足够的牵引力。装置还将速度维持在最佳区域，其中发动机动力平衡了驾驶路面上的滑行车运动的阻力。

图2示出了根据本公开的实施例用于控制CVT的方法的流程图。该方法包括根据至少一个发动机速度传感器来测量发动机的实际速度的步骤。使用现有发动机速度传感器或外部发动机速度传感器（202）。该方法还包括基于至少一个操作条件下的BSFC而从存储元件中检索期望的发动机速度（204）。控制单元适用于确定期望的发动机速度和实际发动机速度之间的差异（206）。此外，由存储元件来检索针对至少一个操作条件的带效率（208）。控制单元再次适用于根据期望的发动机速度和实际发动机速度之间的确定的差异以及带效率来计算所需的带夹持力（210）。在计算所需的夹持力后，其适用于控制被连接至CVT的可动滑轮的致动器，以实现至少一个操作条件下的所需的最佳齿轮比（212）。

根据本公开的实施例，所需的夹持力适用于确定致动力以控制致动器。通过控制到达电磁离合器致动器的电流而获得致动力。

根据本公开的实施例，所需的夹持力被施加至致动器以在至少一个操作条件下维持最佳发动机速度。

根据本公开的实施例，装置能够将发动机维持在定义的发动机速度区域，以在CVT的传动比范围内获得较好的性能和燃料消耗。装置通过恰当地校正齿轮比而克服在部分载荷条件下效率的下降，以改进带效率。控制单元控制CVT以达到最佳齿轮比，其中带效率在对驾驶性能无任何损害的情况下，在至少一个操作条件下最高。以提供在合理的速度和精确性下转移副带轮中的滑轮的所需的力的方式来对电动机械线性致动器加以控制。而且，至少一个限位开关被提供用于致动器以便不对滑轮进行超速传动。所采用的控制机构是所需的用于转移副带轮中的滑轮的力对将要实现的占空比的百分比，通过作为输入的期望的发动机速度来实现升档和降档。

应当理解地是以上具体实施例中说明的实施例仅是说明性的并不限制本发明的范围。可设想许多此类实施例以及描述中说明的实施例中的其他修正和变化。本发明的范围仅由权利要求的范围限制。

Claims (9)

1.一种控制无级变速器的装置，所述装置包括：

致动器，其有效地联接至所述无级变速器的副带轮的可动滑轮；

存储元件，其适用于存储对应于针对至少一个操作条件的制动特定燃料消耗的期望的发动机速度，所述存储元件还适用于存储对应于至少一个所述操作条件的带效率；

控制单元，其适用于控制所述致动器以调节所述无级变速器的所述可动滑轮的位置，所述控制单元适用于由至少一个发动机速度传感器来测量实际的发动机速度，所述控制单元适用于由所述存储元件来检索期望的发动机速度，并且确定所述期望的发动机速度和所述的实际发动机速度之间的差异，所述控制单元还适用于基于期望的发动机速度和实际的发动机速度的所述差异以及所述带效率来计算所述带所需的夹持力，并且基于所述所需的夹持力来控制所述副带轮的所述可动滑轮。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述致动器是电动机械致动器。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述致动器适用于拖拉和/或推挤副带轮的所述可动滑轮，以实现最佳齿轮比。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个操作条件选自包括速度比、带张力、转动速度、外载荷、带轮直径、节流阀位置和表面梯度的组。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个发动机速度传感器选自包括飞轮齿传感器、基于交流发电机的传感器以及基于电感的传感器的组。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述所需的夹持力适用于确定致动力来控制所述致动器。

7.一种控制无级变速器的方法，所述方法包括以下步骤：

由至少一个发动机速度传感器来测量发动机的实际速度；

基于针对至少一个操作条件的制动特定燃料消耗而从存储元件中检索期望的发动机速度；

确定所述期望的发动机速度和所述实际发动机速度之间的差异；

由所述存储元件检索针对所述操作条件的带效率；

由期望的发动机速度和实际发动机速度之间的所述差异以及所述带效率来计算所述带所需的夹持力；以及

基于所述带的所述所需的夹持力来控制致动器，以实现所需的齿轮比。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述所需的夹持力适用于确定致动力以控制所述致动器。

9.如权利要求7所述的方法，其中，所述所需的夹持力被施加至所述致动器，用于在所述至少一个操作条件下维持最佳发动机速度。