CN107795651A - 无级变速器以及控制高转矩事件的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了无级变速器、变速器控制系统和方法。该控制系统配置为命令将初始最小夹紧压力施加到变换器组件以实现所需的转矩能力。该控制系统确定一个或多个车辆操作参数,并根据车辆操作参数确定车辆状况。车辆状况可从至少基本状况、提升状况,以及高状况中选择。该控制系统根据车辆状况选择补偿策略。如果已经选择了提升补偿策略并且已经满足预定状况,则该控制系统命令将提升夹紧压力施加到变换器组件。如果已经选择了高补偿策略,则该控制系统命令将高夹紧压力施加到变换器组件。

Description

无级变速器以及控制高转矩事件的系统和方法
技术领域
本发明涉及无级变速器(CVT)、变速器控制系统,以及控制CVT的方法。
背景技术
无级变速器(CVT)是一种功率变速器,其可在最小(低速驱动)比和最大(超速驱动)比之间的范围内连续地改变输出/输入速度比,从而允许发动机操作的无限可变选择,发动机操作的无限变速选择可响应于输出转矩请求实现燃料消耗和发动机性能的优选平衡。与使用一个或多个行星齿轮组以及多个旋转和制动摩擦离合器以建立不连续齿轮状态的传统齿轮变速器不同,CVT使用变速直径滑轮系统以实现传动比的无限可变选择。
滑轮系统通常被称为变换器组件,可以在速度比校准范围内转变到任何位置。典型的带式或链式变换器组件包括经由环形可旋转驱动元件互相连接的两个变换器滑轮,例如驱动链或驱动带。环形可旋转驱动元件在由圆锥形滑轮面限定的宽度可变化的间隙内滑动。变换器滑轮中的一个经由曲轴、转矩转换器,以及输入齿轮组接收发动机转矩,并因此用作驱动/主滑轮。其它滑轮经由附加齿轮组连接到CVT的输出轴,并因此用作从动/副滑轮。根据配置,一个或多个行星齿轮组可用在变换器组件的输入或输出侧。
为了改变CVT的速度比并将转矩传递给动力传动系统,夹紧力(通过液压压力施加)可经由一个或多个滑轮致动器施加到变换器滑轮中的一个或两个上。夹紧力有效地将滑轮半部挤压在一起以改变滑轮面之间的间隙宽度。间隙大小(即节圆半径)的变化导致可旋转驱动元件在间隙内滑动地更高或更低。这反过来改变变换器滑轮的有效直径,并且可改变CVT的速度比。也可施加夹紧力以通过连续构件将所需转矩量从一个滑轮传递到另一个滑轮,其中施加夹紧力的量旨在防止连续构件在滑轮上打滑。
CVT控制系统可编程为响应外部事件,所述外部事件诸如车轮打滑或其他引起对CVT连续构件高转矩承载能力的需要的事件。例如,当车轮打滑时,这可能指示,由于输出转矩的尖峰或干扰,变换器组件将很快需要附加转矩承载能力。因此,在检测车轮打滑时,CVT控制系统可对CVT滑轮施加最大夹紧压力,以防止连续构件打滑。然而,此最大夹紧压力对燃料经济性具有负面影响。
发明内容
本发明提供一种根据转矩干扰的幅度调节夹紧力的量的控制系统。
以可与本文发明的其它形式结合或独立于本文发明的其它形式的一种形式,提供了一种用于控制包括用于机动车辆的变换器组件的无级变速器(CVT)的方法。该方法包括以下步骤:命令将初始最小夹紧压力施加到变换器组件以实现所需的转矩能力;确定至少一个车辆操作参数;以及根据该至少一个车辆操作参数确定车辆状况。车辆状况可从至少基本状况、提升状况,以及高状况中选择。该方法还包括根据车辆状况选择补偿策略这一步骤,其中补偿策略可从至少基本补偿策略、提升补偿策略,以及高补偿策略中选择。当已经确定为基本状况时,选择基本补偿策略,当已经确定为提升状况时,选择提升补偿策略,并且当已经确定为高状况时,选择高补偿策略。该方法包括如果已经选择了提升补偿策略并且已经满足预定状况,则命令将提升夹紧压力施加到变换器组件。该方法包括如果已经选择了高补偿策略,则命令将高夹紧压力施加到变换器组件。
以可与本文发明的其它形式结合或独立于本文发明的其它形式的另一种形式,提供了一种用于控制具有变换器组件的无级变速器(CVT)的变速器控制系统。变速器控制系统包括指令集,该指令集可执行以:命令将初始最小夹紧压力施加到变换器组件以实现所需的转矩能力;确定至少一个车辆操作参数;根据车辆操作参数确定车辆状况,该车辆状况可从至少基本状况、提升状况,以及高状况中选择;根据车辆状况选择补偿策略,该补偿策略可从至少基本补偿策略、提升补偿策略,以及高补偿策略中选择,当已经确定为基本状况时,选择基本补偿策略,当已经确定为提升状况时,选择提升补偿策略,并且当已经确定为高状况时,选择高补偿策略;如果已经选择了提升补偿策略并且已经满足预定状况,则命令将提升夹紧压力施加到变换器组件;并且如果已经选择了高补偿策略,则命令将高夹紧压力施加到变换器组件。
以可与本文发明的其它形式结合或独立于本文发明的其它形式的又一种形式,提供了一种用于控制具有变换器组件的无级变速器(CVT)的变速器控制器。变速器控制器具有配置为命令将初始最小夹紧压力施加在变换器组件以实现所需转矩能力的第一控制逻辑,以及配置为确定至少一个车辆操作参数的第二控制逻辑。变速器控制器还包括配置为根据车辆操作参数确定车辆状况的第三控制逻辑,其中车辆状况可从至少基本状况、提升状况,以及高状况中选择。变速器控制器包括配置为根据车辆状况选择补偿策略的第四控制逻辑。该补偿策略可从至少基本补偿策略、提升补偿策略,以及高补偿策略中选择。当已经确定为基本状况时,选择基本补偿策略,当已经确定为提升状况时,选择提升补偿策略,并且当已经确定为高状况时,选择高补偿策略。变速器控制器还包括配置为如果已经选择了提升补偿策略并且已经满足预定状况,则命令将提升夹紧压力施加到变换器组件的第五控制逻辑,并且变速器控制器包括配置为如果已经选择了高补偿策略,则命令将高夹紧压力施加到变换器组件的第六控制逻辑。
又以可与本文发明的其它形式结合或独立于本文发明的其它形式的再一种形式,提供了一种用于机动车辆的无级变速器(CVT)。CVT包括变换器组件,变换器组件包括第一滑轮和第二滑轮。第一滑轮和第二滑轮由连续可旋转装置可旋转地联接,其中,第一滑轮可旋转地联接至输入构件,并且第二滑轮可旋转地连接至输出构件。第一滑轮包括可响应于第一致动器的推动而相对于第一固定槽轮沿第一轴线平移的第一可移动槽轮。第二滑轮包括可响应于第二致动器的推动而相对于第二固定槽轮沿第二轴线平移的第二可移动槽轮。CVT包括具有至少一个控制器和一个或多个与控制器通信的传感器的控制系统。
CVT的控制系统包括指令集,其中,指令集可执行以:命令将初始最小夹紧压力施加到变换器组件以实现所需的转矩能力;确定至少一个车辆操作参数;根据车辆操作参数确定车辆状况,该车辆状况可从至少基本状况、提升状况,以及高状况中选择;根据车辆状况选择补偿策略,该补偿策略可从至少基本补偿策略、提升补偿策略,以及高补偿策略中选择,当已经确定为基本状况时,选择基本补偿策略,当已经确定为提升状况时,选择提升补偿策略,并且当已经确定为高状况时,选择高补偿策略;如果已经选择了提升补偿策略并且已经满足预定状况,则命令将提升夹紧压力施加到变换器组件;并且如果已经选择了高补偿策略,则命令将高夹紧压力施加到变换器组件。
附加特征可以可选择地包含有所发明的方法、控制器、控制系统和/或CVT,例如:该方法或控制器/控制系统/CVT配置为,或具有控制逻辑以,在已经选择了基本补偿策略时,命令将初始最小夹紧压力施加到变换器组件;该方法或控制器/控制系统/CVT配置为,或具有控制逻辑以,在确定为提升状况时激活计时器,其中,在提升补偿策略中,用于命令提升夹紧压力的预定状况包括确定计时器已经达到预定阈值;车辆状况还可从严格状况和不可靠路面状况中选择;补偿策略还可从严格补偿策略和不可靠路面补偿策略中选择;当已经确定为严格状况时,选择严格补偿策略;当已经确定为不可靠路面状况时,选择不可靠路面补偿策略;该方法或控制器/控制系统/CVT配置为,或具有控制逻辑以,在已经选择了严格补偿策略时,命令将严格夹紧压力施加到变换器组件,并且命令减小最大可能发动机转矩;如果已经选择了不可靠路面补偿策略,则命令将不可靠路面夹紧压力施加到变换器组件;其中,确定车辆操作参数包括确定车轮打滑幅度、车轮打滑加速度、变速器输出加速度、纵向加速度、纬向加速度,和/或发动机速度;该方法或控制器/控制系统/CVT配置为,或具有控制逻辑以,确定车轮打滑在至少反弹持续时间内是否超过初始车轮打滑阈值;该方法或控制器/控制系统/CVT配置为,或具有控制逻辑以,在车轮打滑幅度在至少反弹持续时间内超过初始车轮打滑幅度阈值时,选择提升补偿策略、不可靠路面补偿策略、高补偿策略,以及严格补偿策略中的一个。
更多的附加特征可包括但不限于如下:该方法或控制器/控制系统/CVT配置为,或具有控制逻辑以,在如下夹紧压力之一-不可靠路面夹紧压力、提升夹紧压力、高夹紧压力,以及严格夹紧压力-被命令施加到变换器组件时,降低初始车轮打滑幅度阈值至降低的车轮打滑幅度阈值;其中,严格状况包括超过严格阈值的车轮打滑;严格阈值大于初始车轮打滑阈值;其中,不可靠路面状况包括如下中的至少一个-凸块阈值时间范围内预定数量的凸块、车轮打滑发生时间长于保持时间范围,以及不可靠路面时间范围内预定数量的车轮打滑检测;其中,不可靠路面夹紧压力低于提升夹紧压力;并且其中,根据至少如下标准确定不可靠路面夹紧压力:车轮打滑幅度、车辆速度、输入转矩、节气门输入,以及车辆加速度。
根据本文中提供的描述,其他方面、优点和适用范围将变得显而易见。应该理解的是,本说明书以及特定示例仅旨在处于示例的目的,而并不旨在限制本发明的范围。
附图说明
本文所描述的附图仅仅出于说明的目的,并不旨在以任何方式来限制本发明的范围。
图1是根据本发明的原理的包括经由转矩转换器和齿轮箱可旋转地联接至无级变速器(CVT)的内燃机的机动车辆推进系统的示意图;
图2示意性地示出了根据本发明的原理的图1所示CVT的附加元件;
图3示意性地示出了根据本发明的原理的可用来调节变换器转矩能力和/或图1至图2所示CVT的夹紧压力以控制CVT的示例性CVT控制系统和方法的框图;
图4示意性地示出了根据本发明的原理的可用来调节变换器转矩能力和/或图1至图2所示CVT的夹紧压力以控制CVT的另一个示例性CVT控制系统和方法的框图;
图5示意性地示出了根据本发明的原理的可用来调节变换器转矩能力和/或图1至图2所示CVT的夹紧压力以控制CVT的又一个示例性CVT控制系统和方法的框图;并且
图6是示出了根据本发明的原理的在本文中用作时间函数的任何CVT控制系统的各种参数的曲线图。
具体实施方式
现在详细参照附图中示出的本发明的几个示例。只要有可能,在附图和描述中使用相同或相似的附图标记指示相同或相似的部分或步骤。附图是以简化的形式示出的,并且没有按精确的比例。仅是为了方便和清楚的目的,诸如顶部、底部、左、右、上、之上、以上、以下、之下、后、前的方向术语可参照附图使用。这些术语以及类似的方向术语不应该以任何方式理解为限定本发明的范围。
现参考附图,其中在几个附图中,相同的附图标记对应相同或相似的部件,图1示意性地示出了机动车辆推进系统100的元件,该机动车辆推进系统100包括经由转矩转换器120和齿轮箱130可旋转地联接至无级变速器(CVT)140的诸如内燃机之类的发动机110。机动车辆推进系统100经由传动系统150联接至一组机动车辆车轮160,以在在车辆上使用时提供牵引力。机动车辆推进系统100的操作可由控制系统10响应于驾驶员的命令和其它车辆操作因素来监控和控制。机动车辆推进系统100可为可以是以下设备的一部分:车辆、机器人、农具、运动相关装备或任何其它运输设备。
发动机110可以是任何合适的发动机,例如能够响应于来源于控制系统10的命令将烃类燃料转化为机械功率以产生转矩的内燃机。发动机110也可或可替换地包括电动机(未示出)。转矩转换器120可以是在其输入和输出构件之间提供流体联接以传递转矩的装置。
转矩转换器120的输出构件可旋转地联接至齿轮箱130,齿轮箱130包括啮合齿轮或在转矩转换器120和CVT 140之间提供减速传动的其它合适的传动机构。可替换地,齿轮箱130可以是用于在发动机110、转矩转换器120和CVT 140之间提供齿轮传动的另一个合适的传动配置,作为非限制性示例包括,链驱动齿轮配置或行星齿轮配置。在可替换示例中,转矩转换器120和齿轮箱130中的任意一个或二者都可被省略。
齿轮箱130包括经由输入构件51可旋转地联接至CVT 140的输出构件。参考图2对CVT 140的一个示例进行了描述。CVT 140的输出构件61可旋转地联接至传动系统150,传动系统150经由车轴、半轴或其它合适的转矩传递元件可旋转地联接至车辆车轮160。传动系统150可包括差速齿轮组、链驱动齿轮组,或其它用于将转矩传递至一个或多个车辆车轮160的合适的齿轮装置。
机动车辆推进系统100优选地包括用于监控各种装置的可旋转速度的一个或多个传感器或传感装置,包括例如发动机速度传感器112、转矩转换器涡轮速度传感器125、CVT变换器输入速度传感器32、CVT变换器输出速度传感器34,以及用于该组车轮160中的任何车轮的一个或多个车轮速度传感器162。前述速度传感器中的每一个均可以是任何合适的位置/速度传感装置,例如霍尔效应传感器。前述速度传感器中的每个与控制系统10通信。
控制系统10优选地包括至少一个控制器12,并且可包括用户界面14。为了方便图示而示出了单一控制器12。控制器12可包括多个控制器装置,其中控制器12中的每一个均可与监控和控制单个系统相关。这可包括用于控制发动机110的发动机控制模块(ECM),以及用于控制CVT 140和用于监控并控制单个子系统(例如转矩转换器离合器)的变速器控制器(TCM),例如转矩转换器离合器。
控制器12优选地包括至少一个处理器和至少一个存储器装置11(或任何非暂时有形计算机可读存储介质),存储器装置11上记录着用于执行用来控制CVT 140的指令集的指令以及存储器缓存13。存储器装置11可存储控制器可执行指令集,并且处理器可执行存储在存储器11中的控制器可执行指令集。
用户界面14与操作者输入装置通信,并监控操作者输入装置,该操作者输入装置例如加速器踏板15、制动器踏板16,以及变速器齿轮选择器17。用户界面14根据前述操作者输入确定操作者转矩请求。在一个示例中,变速器齿轮选择器17包括抽头加速/抽头减速特性,其中车辆操作者可手动地选择变速器齿轮比,从而超越变速器控制。
术语控制器、控制模块、模块、控制、控制单元、处理器,以及相似术语是指专用集成电路(ASIC)、电路、诸如微处理器的中央处理单元,以及存储器和存储装置形式(只读、可被编程只读、随机存取、硬盘驱动等)的相关非暂时性存储器部件中的任何一个或各种组合。非暂时性存储器部件可以能够存储以一个或多个软件或固件程序或例程、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、信号调制和缓冲线路,以及可由一个或多个处理器存取以提供所需功能性的其它部件形式存在的机器可读指令。
输入/输出电路和装置包括模拟/数字转换器和监控来自传感器的输入的相关装置,其中此类输入以预设采样频率或响应于触发事件进行监控。软件、固件、程序、指令、控制例程、代码、算法和相似术语可包括任何控制器可执行指令集,该指令集包括校准和查找表。每个控制器均执行控制例程以提供所需的功能,包括监控来自传感装置和其它联网控制器的输入,以及执行控制和诊断指令以控制致动器的操作。例程可以以有规律的时间间隔执行,例如在正在进行的操作期间每100微妙。可替换地,可响应触发事件的发生执行例程。
控制器之间的通信,以及控制器、致动器和/或传感器之间的通信可使用直接有线链路、联网通信总线链路、无线链路,或任何其它合适的通信链路完成。通信包括以任何合适形式交换数据信号,包括例如,经由导电介质交换电信号、经由空气交换电磁信号、经由光波导交换光信号等。
数据信号可包括表示来自传感器的输入的信号、表示致动器命令的信号,以及控制器之间的通信信号。术语“模型”是指基于处理器的或处理器可执行的代码,以及模仿装置的物理存在或物理过程的相关校准。如本文中所使用的,术语“动态”和“动态地”描述实时执行的步骤或过程,这些步骤或过程的特征为监控或以其它方式确定在例程执行期间或例程执行迭代之间参数的状态,以及定期或周期性地更新参数的状态。
图2示意性地示出了可被控制系统10有利地控制的链式或带式无级变速器(CVT)140的变换器组件或变换器组件30的元件。变换器30在第一旋转构件51或输入构件,以及第二旋转构件61或输出构件之间传递转矩。
变换器组件30包括第一或主滑轮36,第二或副滑轮38,以及可旋转地联接第一滑轮36和第二滑轮38以在其间传递转矩的诸如带或链或任何柔性连续旋转装置之类的连续可旋转装置40。第一滑轮36可旋转地附接至输入构件51,第二滑轮38可旋转地附接至输出构件61,并且可旋转装置40可以适用于在第一滑轮36和第二滑轮38之间传递转矩,从而在输入构件51和输出构件61之间传递转矩。第一滑轮36和输入构件51围绕第一轴线48旋转,并且第二滑轮38和输出构件61围绕第二轴线46旋转。第一滑轮36和第二滑轮38中的一个可用作配给滑轮以建立速度比,并且第一滑轮36和第二滑轮38中的另一个可用作夹紧滑轮以生成足够的夹紧力来在其间传递转矩。如本文中所使用的,术语“速度比”是指变换器速度比,其可以是CVT输出速度和CVT输入速度的比。
第一滑轮36可垂直于第一轴线48分割以限定可在可移动槽轮52和固定槽轮54之间形成的环形第一凹槽50。可移动槽轮52沿第一轴线48相对于固定槽轮54轴向移动或平移。例如,可移动第一槽轮52可经由花键连接附接至输入构件51,从而允许可移动第一槽轮52沿第一轴线48轴向移动,而不允许其围绕第一轴线48可旋转地移动。固定第一槽轮54可相对于可移动第一槽轮52布置。固定第一槽轮54可沿第一轴线48轴向地固定至输入构件51。这样,固定第一槽轮54不向第一轴线48的轴向方向上移动。
可移动第一槽轮52和固定第一槽轮54各自均包括第一凹槽表面56。可移动第一槽轮52和固定第一槽轮54的第一凹槽表面56相对于彼此布置以限定其间的环形第一凹槽50。相对的第一凹槽表面56优选地形成倒置截顶圆锥形,从而使得可移动第一槽轮52朝向固定第一槽轮54的移动增加环形第一凹槽50的外部滑轮直径。致动器55可设置有第一滑轮36以响应于驱动信号53而控制可移动第一槽轮52的轴向位置,驱动信号53包括朝固定第一槽轮54推动可移动第一槽轮52。
与第一滑轮36相似,第二滑轮38可垂直于第二轴线46分割以限定其间的环形第二凹槽62。环形第二凹槽62可垂直于第二轴线46布置。第二滑轮38包括可移动槽轮64和固定槽轮66。可移动槽轮64沿第二轴线46相对于固定槽轮66轴向移动或平移,例如,沿输出构件61上的花键。
固定第二槽轮66可相对于可移动第二槽轮64布置。固定第二槽轮66可沿第二轴线46轴向地固定至输出构件61。这样,固定第二槽轮66不沿第二轴线46的轴向方向移动。可移动第二槽轮64和固定第二槽轮66各自均包括第二凹槽表面68。第二槽轮64、66的第二凹槽表面68相对于彼此布置以限定其间的环形第二凹槽62。
相对的第二凹槽表面68优选地形成倒置截顶圆锥形,从而使得可移动第二槽轮64朝向固定第二槽轮66的移动增加了环形第二凹槽62的外部滑轮直径。致动器65可设置有第二滑轮38以响应于从动信号63控制可移动第二槽轮64的轴向位置,从动信号63包括朝固定第二槽轮66推动可移动第二槽轮64。
在一个示例中,致动器55、65可以是液压控制装置,并且从动信号53、63可以是液压压力信号。第一滑轮36的外部滑轮直径与第二滑轮38的外部滑轮直径的比限定了变速器转矩比。
诸如可选择单向离合器形式的离合器组件等的其它元件可部署在变换器30和其它动力系统与传动系统部件和系统之间。
图1所示的控制系统10可被编程为执行如图3至图6限定并且如下文更详细地讨论的方法200、300、400的步骤。
现参考图3,图3示出了存储在指令集上并可由控制系统10的控制器12执行的方法200的变体的流程图。例如,方法200是控制包括用于机动车辆的变换器组件的无级变速器(CVT)的方法。
方法200可从步骤或方框202开始,其中方法200包括命令将初始最小夹紧压力施加到CVT 140的变换器组件30。例如,步骤202可命令将用于正常操作状况的夹紧压力施加到车辆系统100的CVT 140。
举例来说,在步骤或方框204中,控制系统10可被编程或配置为通过使用传感器监控并检测车辆的操作状态并且/或确定至少一个车辆操作参数。确定的车辆操作参数可包括但不限于:车辆速度、发动机速度、转矩转换器涡轮速度、CVT变换器输入速度、CVT变换器输出速度、制动器踏板致动、加速器踏板致动、TCM传动状态、车辆加速度、发动机加速度、车轮打滑幅度、车轮打滑加速度、变速器输出加速度、纵向加速度和纬向加速度。
在步骤或方框206中,控制系统10配置为根据在方框204中确定的一个或多个车辆操作参数,确定车辆状况。例如,车辆状况可从基本状况(其可等同于正常操作状况)、提升状况和高状况中选择。提升状况和高状况中的每一个都是转矩干扰伴随CVT输出预测会发生或正在发生的状况。这种状况表明CVT 140需要或很快将需要附加转矩承载能力。
提升状况或高状况包括车辆事件存在或者车辆操作可能会破坏或损坏CVT 140的情况。在一个示例中,控制系统10监控车辆牵引力损失,例如车轮打滑事件或类似情况。车辆牵引力损失在如下情况下可能出现:如果其中一个驱动轮未与路面接触,例如当撞击坑洼时;或如果其中一个驱动轮与低摩擦表面(例如冰)接触。
车轮打滑通常是CTV很快将需要额外转矩承载能力的第一指示。然而车轮打滑或其他转矩干扰的幅度和持续时间可根据承载能力而极大地改变。例如,冲击坑洼开始时和过度到粗糙路面所观察到的车轮打滑可以是极为相似的。然而,例如,坑洼产生的车轮打滑的持续时间可小于100ms,而粗糙路面可在几秒内产生车辆打滑。车轮打滑的幅度还可根据路面状况的严重程度以及车辆操作状态(例如节气门、速度和转矩比)而异。车轮打滑可用于指代所确定的车辆打滑幅度超过预定阈值,或所确定的车轮打滑加速度超过预定阈值的状况。
方框206可配置为确定任何数量的车辆状况。在所示示例中,方框206确定车辆是处于基本状况、提升状况,还是高状况。当车辆处于基本状况时,可由控制系统10执行的过程或方法200沿路径208前进至方框210。在方框210中,选择基本补偿策略。当方框206确定车辆处于基本状况时,选择基本补偿策略。基本状况可代表正常操作状况,在这种情况下除了在方框202中施加的初始转矩之外不需要额外的转矩承载能力。因此,方法200返回到方框202以命令初始最小夹紧压力或继续已在步骤202中执行的命令。在备选方案中,方法200可从方框210前进至方框204(如用虚线示出)以再次确定车辆操作参数。这是因为,如果已经施加了初始夹紧压力并且没有对其作出改变,则可能没必要命令施加初始夹紧压力。
然而,如果在方框206中确定为除基本状况之外的车辆状况,则方法200沿着不同的路径前进以选择除基本补偿策略之外的补偿策略。
例如,当在方框206中已经确定为提升状况时,这意味着控制系统10已经确定车辆系统100需要或近期可能需要额外转矩承载能力。如果已经确定为提升状况,则可由控制系统10执行的过程或方法200沿路径212前进至方框214。在方框214中,方法200选择提升补偿策略。换言之,当方框206确定车辆处于提升状况时,选择提升补偿策略。
在提升补偿策略中,方框214包括确定是否已满足预定状况的步骤216。一种此类预定状况可以是诸如车轮打滑的特定事件是否出现了足够的持续时间。如果未满足预定状况,则方法200沿着路径218前进至方框220。方框220是可选的,其包括激活或递增时器以计算车轮打滑的持续时间。因此,预定状况可包括确定计时器已经达到预定阈值。如果不包括方框220,方法200从方框220或直接从方框216,沿路径222返回到步骤204,在步骤204中再次确定车辆状况。
如果在方框216确定已经满足预定状况,则方法200前进至方框224,其包括命令将提升夹紧压力施加到变换器组件。在命令提升夹紧压力之后,方法200可前进至步骤230以进行进一步行动,其可最终以重新开始方法200和/或最终施加初始最小夹紧压力而终止。例如,如果再检测不到提升车辆状况,则应重新施加初始最小夹紧压力。
例如,当在方框206中已经确定为高状况时,这意味着控制系统10已经确定车辆系统100需要或近期可能需要额外转矩承载能力。例如,这可能处于恶劣或严格状况。如果已经确定为高状况,则可由控制系统10执行的过程或方法200沿路径226前进至方框228。在方框228中,方法200选择高补偿策略。换言之,当方框206确定车辆处于高状况时,选择高补偿策略。高补偿策略包括命令将高夹紧压力施加到变换器组件。在某些示例中,高夹紧压力可大于提升夹紧压力。提升夹紧压力和高夹紧压力都大于初始最小夹紧压力。
在提升夹紧压力被命令之后,方法200可前进至步骤230以进行进一步行动,其可最终以重新开始方法200和/或最终施加初始最小夹紧压力而终止。例如,如果再检测不到高车辆状况,则应重新施加初始最小夹紧压力。
提升补偿策略和高补偿策略中的每一个均由控制系统10用来识别紧急事件或车辆操作的类型,并向CVT 140的变换器组件施加至少一个控制元件,以避免对CVT 140的损坏或滥用。
举例来说,控制系统10的控制系统检测策略可配置为识别任何数量的各种干扰,例如广义的路面干扰、车辆突然减速和/或车辆方向的波动变化。控制系统10可进一步配置为检测车轮打滑事件或车轮牵引力损失。车轮牵引力损失可包括以下非限制性事件中的一种或多种,例如基于车轮与冰、雪、沙地、或分裂摩擦表面的相互作用的车轮牵引力损失。这种干扰总体上示为在步骤204中进行检测,并在步骤206中被分类,以确定产生的补偿策略,以应用于步骤210,214和228中。
在此示例中,一旦确定应该实施提升或高补偿策略,例如,一旦确定车轮打滑幅度或加速度超过预定阈值,则控制系统10将实施提升或高补偿策略以保护CVT 140的变换器组件30。控制系统10可调节施加到滑轮36、38的夹紧压力,以过度夹紧(或以更大的压力夹紧)链或带40从而保护CVT 140。CVT 140中变换器转矩能力和/或夹紧压力的调节可具有与用以保护CVT 140免受破坏的步进齿轮变速器中的降档类似的效果。来自方框224或228的已调节的变换器转矩能力或夹紧压力被传递到CVT 140以对夹紧压力进行所需的调节和/或改变CVT 140的变换器转矩能力。
现参考图4,图4示出了用于控制包括变换器组件30的无级变速器(CVT)140的方法的另一个变体,且图中该方法大体以300表示。图4中所示的方法300和图3中所示的方法200的主要区别在于,方法300包括提升或高的四种车辆状况和补偿策略,而不是图3中所示的仅仅两种提升/高补偿策略。与上述方法200类似,方法300可包括命令将初始最小夹紧压力施加到CVT 140的变换器组件30的初始步骤302。例如,步骤302可命令将用于正常操作状况的夹紧压力施加到车辆系统100的CVT 140。
在步骤或方框304中,控制系统10可被编程或配置为经由一个或多个传感器或传感装置监控并检测车辆的操作状态以及/或确定至少一个车辆操作参数。车辆操作参数可包括但不限于:车辆速度、发动机速度、转矩转换器涡轮速度、CVT变换器输入速度、CVT变换器输出速度、制动器踏板致动、加速器踏板致动、TCM传动状态、车辆加速度、发动机加速度、车轮打滑幅度、车轮打滑加速度、变速器输出加速度、纵向加速度和纬向加速度。
在步骤或方框306中,控制系统10配置为根据在方框304中确定的一个或多个车辆操作参数确定车辆状况。车辆状况可从任何数量的车辆状况中选择,例如基本状况(可以是正常操作状况)、不可靠路面状况、潜在破坏状况、恶劣状况和严格状况。除基本状况外,其它状况中的任何状况均可被实施为上述方法200中描述的相对于图3的提升或高状况。不可靠路面状况、潜在破坏状况、恶劣状况和严格状况中的每一个都是预测会伴随CVT输出出现或正在伴随着CVT输出出现的状况。这种状况表明CVT 140需要或很快将需要额外的转矩承载能力。在一个示例中,控制系统10监控车辆牵引损失,例如车轮打滑事件或类似情况。车辆牵引力损失在如下情况下可能出现:如果其中一个驱动轮未与路面接触,例如当撞击坑洼时;或如果其中一个驱动轮与低摩擦表面(例如冰)接触。
方框308、310、312、314中的每一个均确定方框306已经选择了哪种车辆状况。例如,在方框308中,系统10和/或方法300包括确定是否选择了严格状况。换言之,方框308确定是否已满足状况,从而使得控制系统10和/或方法300应遵循严格状况补偿策略。严格状况包括转矩干扰非常高以至于CVT的最大夹紧压力不足以确保对CVT的保护并防止连续构件40打滑的情况。在这种严格情形下,也需要减小发动机转矩。因此,如果方框308确定已经满足了或确定为严格状况,则方法300沿路径316前进至方框318,方框318包括选择或实施严格补偿策略。在严格补偿策略下,发动机转矩减小,并且CVT夹紧压力增加。在一些情形下,CVT夹紧压力增加到,最大水平。方法300然后返回到步骤304以再次确定车辆参数,并且在步骤306中将根据这些参数确定车辆状况。当严格状况不再存在时,方法300和系统10将选择不同的路径。
因此,如果在步骤308中,确定未满足或未确定为严格状况,则方法300沿路径320前进以确定在步骤306中是否确定或满足恶劣状况。换言之,方框310确定是否已满足这些状况,从而使得控制系统10和/或方法300应遵循恶劣状况补偿策略。恶劣状况包括,存在转矩干扰,但状况不是特别严重以至于需要减小发动机转矩的情况。在这种恶劣状况下,如果方框310确定在方框306中满足或确定为恶劣状况,则方法300沿路径322前进至步骤324,步骤324包括选择并实施恶劣补偿策略。在恶劣补偿策略下,CVT 140在高于初始最小夹紧压力的提升的压力下被夹紧。根据恶劣补偿策略的夹紧压力可以是最大夹紧压力,或其可小于最大夹紧压力。然后方法300返回到步骤304以再次确定车辆参数,并在步骤306中根据这些参数确定车辆状况。当恶劣状况不再存在时,方法300和系统10将选择不同的路径。
因此,如果在步骤308中,确定未满足或确定为严格状况,并且如果在步骤310中确定未满足或确定为恶劣状况,则方法300沿路径326前进以确定在步骤306中是否已经确定或满足潜在破坏状况。换言之,方框312确定是否已满足这些状况,从而使得控制系统10和/或方法300应遵循潜在破坏状况补偿策略。潜在破坏状况包括,存在转矩干扰,但状况不是特别严重以至于需要减小发动机转矩的情况。此外,需要另一种预定状况以调节夹紧压力。这种状况可包括确保自检测到转矩干扰后过去足够量的时间。因此,如果方框312确定已经满足或确定为潜在破坏状况,则方法300沿路径328前进至步骤或方框330。在方框300中,方法300和/或控制系统10确定是否已经满足额外预定状况。在这种情况下,预定状况是潜在破坏状况是否已经持续了足够(预定)量的时间。
如果方框330确定潜在破坏状况已经持续了足够的预定量的时间,则方法300沿路径332前进至方框334,在方框334中,控制系统10采取潜在破坏状况预防的措施,包括选择并实施潜在破坏补偿策略并增加夹紧压力。在潜在破坏补偿策略下,如果已经满足了预定状况(在此示例中,已经过了足够的时间),则CVT 140在足够大以防止损坏的压力下被夹紧。在潜在破坏补偿策略下的夹紧压力大于初始最小夹紧压力。然后,方法300返回到步骤304以再次确定车辆参数,并且在步骤306中根据这些参数确定车辆状况。
然而,如果方框330确定潜在破坏状况未持续足够量的时间(未满足预定状况),则方法300从方框330沿路径336前进至计时器方框338。计时器方框338激活或增加计时器,以跟踪潜在损坏状况存在了多久。然后,方法300返回到步骤304以再次确定车辆参数,并在步骤306中根据这些参数确定车辆状况。如果仍存在潜在破坏状况,则方框312将再次确定此情况,并且随后步骤330将查询是否经过了足够的时间。如果未经过足够的时间,则计时器方框338将进一步递增。然后,方法300返回到步骤304。只要潜在破坏状况还在持续,则方框312将沿着路径328指导查询以确定是否在方框330中经过了足够的时间。
当潜在破坏状况不再存在时,方法300和系统10将选择不同的路径。因此,如果在步骤308中确定未满足或确定严格状况,并且如果在步骤310确定未满足或确定恶劣状况,并且如果在步骤312确定未满足或确定潜在破坏状况,则方法300沿路径340前进以确定在步骤314是否已确定或满足不可靠路面状况。换言之,方框314确定是否已满足这些状况,从而使得控制系统10和/或方法300应遵循潜在不可靠路面状况补偿策略。
不可靠路面状况可包括变速转矩干扰继续出现一段时间的情况。不可靠路面状况可由粗糙土路面或结冰路面造成。这种状况还可指代粗糙路面或可变μ状况,因为表面摩擦会变化。如果预定数量的凸块在阈值时间段内出现,并且/或如果车轮打滑出现的时间长于短时间车轮打滑阈值时间段,并且/或在特定时间段内,出现特定数量的检测到的车轮打滑事件,则可选择不可靠路面状况。在这种情况下,可能需要将夹紧压力保持在初始最小夹紧压力以上,但因在其他补偿策略下的其它车轮打滑事件,保持压力不高于最大值或甚至不高于夹紧压力。这将压力置于较高的量,如果之后检测到严格状况、恶劣状况或潜在破坏状况中的一个,则其可更容易增加。
因此,如果方框314确定已满足或确定为不可靠路面状况,则方法300沿路径342前进至步骤或方框344,步骤或方框344包括选择或实施不可靠路面补偿策略。如上所述,在不可靠路面补偿策略之下,增加夹紧压力以预期更大的转矩干扰,从而使得夹紧压力大于初始最小夹紧压力,但低于用于潜在破坏补偿策略、恶劣补偿策略和严格补偿策略的夹紧压力。举例来说,将用于不可靠路面状况下的夹紧压力水平可根据查询表确定。查询表可根据车辆打滑幅度、车轮打滑加速度、发动机速度、输入转矩、节气门输入、加速度、变速器滑轮速度或各种其它输入。这可减小过度夹紧,从而提高耐久性。此外,对于车轮打滑以低速率增加的车轮打滑事件而言,当超过车辆打滑幅度阈值时,控制系统10可将最小夹紧力提高到查询表计算值而不是将最小夹紧力立即设置到最大夹紧压力/力。例如,当控制系统10检测到车轮打滑事件不仅仅是瞬时的并且施加了不可靠路面状况时,控制系统10可根据查询表设置夹紧压力。
然后,方法300返回到步骤304以再次确定车辆参数,并在步骤306中根据这些参数确定车辆状况。当不可靠路面状况不再存在时,方法300和系统10将选择不同的路径。
因此,如果在步骤308确定未满足或确定为严格状况,并且如果在步骤310确定未满足或确定为恶劣状况,并且如果在步骤312确定未满足或确定为潜在破坏状况,并且如果在步骤314确定未满足或确定为不可靠路面状况,则方法300沿路径346前进至方框348。在方框348中,选择并施加基本补偿策略。基本补偿包括命令将初始最小夹紧压力施加到变换器组件30,或者如果初始最小夹紧压力正在被施加,则不需要进行任何改变。
然后,方法300返回到步骤304以再次确定车辆参数,并在步骤306中根据这些参数确定车辆状况。当基本状况不再存在时,方法300和系统10将选择不同的路径。
现参考图5,上述方法200、300的一种变体经过调整以适应车轮打滑事件,并且大致由方法400表示。方法400是用于控制包括变换器组件30的无级变速器(CVT)140的方法的另一种变体。方法400可包括命令将初始最小夹紧压力施加到CVT 140的变换器组件30的初始步骤402。例如,步骤402可命令将用于正常操作状况的夹紧压力施加到CVT 140。
在步骤或方框404中,控制系统10可被编程或配置为经由一个或多个传感器监控并检测一个或多个车辆操作参数(例如车轮打滑幅度(也称为车轮打滑)和车轮打滑加速度)。在此示例中,车轮打滑幅度和车轮打滑加速度是所监控和检测到的参数中的两个。其它确定的车辆操作参数可包括但不限于:车辆速度、发动机速度、转矩转换器涡轮速度、CVT变换器输入速度、CVT变换器输出速度、制动器踏板致动、加速器踏板致动、TCM齿轮状态、车辆加速度、发动机加速度、变速器输出加速度、纵向加速度和纬向加速度。
方法400从方框404沿路径406前进至方框408。在方框408中,方法400和/或控制系统10确定车轮打滑幅度是否超过预定阈值。如果车轮打滑幅度未超过预定阈值,则方法400沿路径410返回到方框404以继续确定操作参数(包括车轮打滑幅度)。在此示例中,方法400在方框404和408之间循环,直到车轮打滑幅度超过预定阈值。
如果方框408确定车轮打滑幅度超过预定阈值,则方法400沿路径412前进至方框414。同时,方法400从方框404沿路径416前进至方框414。在方框414中,控制系统10确定车轮打滑加速度是否超过预定阈值。如果车轮打滑加速度阈值未超过预定阈值,则方法400沿路径418前进至方框420。在方框420中,需要确定另一个预定状况以调节夹紧压力。这种状况可包括确保自超过车轮打滑幅度阈值后过去了足够量的时间。
因此,如果方框420确定车轮在长于预定时间范围中的打滑没有超过车轮打滑幅度阈值,则方法400沿路径422前进至计时器方框424。计时器方框424激活或增加计时器以跟踪车轮在车轮打滑幅度以上打滑多长时间。然后,方法400返回到步骤420以确定车轮打滑是否在足够预定量的时间超过车轮打滑幅度。步骤420从控制系统10中获得车轮打滑数据。如果未经过足够的时间,则计时器方框424将进一步递增。方法400然后返回到步骤420。一旦超过车轮打滑幅度,则方框420将确定是否经过了足够的时间,并且如果未经过足够时间则递增方框424中的计时器。
如果方框414确定车轮打滑加速度超过预定阈值,则方法400将沿路径426前进至方框428。此外,如果方框420确定车轮已经在预定时间范围内打滑超过了车轮打滑幅度,则方法400沿路径430前进至方框428。方框414(车轮打滑加速度超过预定阈值以上)或方框420(车轮打滑幅度在预定时间范围内超过预定阈值)中的积极状况使得方法400到达方框428。
在方框428中,预定夹紧压力设置在高于初始最小夹紧压力的调整水平,并且被命令施加到变换器组件30。在某些示例中,方框428可将夹紧压力设置在最大夹紧压力。在经过预定时间范围之后,然后方法400前进至方框432,在方框432中,方法400将夹紧压力降低至高于初始最小夹紧压力但低于在方框428中命令的夹紧压力的提升的阈值。
方框414、420、424、428和430中的每一个均被包围在模块434中,模块434是瞬时车轮打滑模块434。瞬时车轮打滑模块434补偿瞬时车轮打滑事件。
阈值校准在步骤432中被降低之后,然后方法400沿路径434前进至方框436。在方框436中,方法400确定车轮打滑幅度是否超过最大车轮打滑幅度阈值。如果车轮打滑幅度超过了最大车轮打滑幅度阈值,则方法400沿路径442前进至方框444。在方框444中,执行减小发动机转矩的命令。然后,方法400返回到步骤436以再次确定车轮打滑幅度是否超过最大车轮打滑幅度阈值。当车轮打滑幅度不再超过最大车轮打滑阈值时,方法400和系统10将沿路径446前进至方框448。
方框436和444中的每一个都被包围在模块450中,模块450是高幅度车轮打滑模块450。高幅度车轮打滑模块450补偿高幅度车轮打滑,其需要夹紧压力增加和发动机转矩减小。
在方框448中,方法400确定在预定不可靠路面时间范围内是否发生车轮打滑。这个时间范围通常长于在方框408和模块434中使用以检测瞬时车轮打滑的时间范围阈值。不可靠路面状况可包括变速转矩干扰继续出现一段时间的情况。举例来说,因路面摩擦力的变化而被称为粗糙路面状况或可变μ状况的不可靠路面状况,可由粗糙土路面或结冰路面造成。在方框448中确定的车轮打滑可包括测量可变且可重现的车轮打滑。例如,方框448可计算不可靠路面时间范围内出现的凸块数量,特定时间范围的连续车轮打滑和/或不可靠路面时间范围内的预定数量的车轮打滑事件(超过幅度阈值)。
如果方框448确定车轮打滑或车轮打滑事件未在不可靠路面时间范围出现,则方法400沿路径452前进至方框453,以下将加以解释。
然而,如果方框448确定车轮打滑或车轮打滑事件在达不可靠路面时间范围出现,则方法400沿路径454前进至方框456。当存在不可靠路面状况时,如在方框448中确定的,可能需要将夹紧压力保持在初始最小夹紧压力以上,但是压力不高于最大值或甚至与用于其它车轮打滑事件的调节的夹紧压力一样高。这将压力置于较高的量,如果检测到另一个车轮打滑幅度或加速度状况中的另一个,其更容易增加。当控制系统10检测到车轮打滑事件不仅仅是瞬时的并且施加了不可靠路面状况时,控制系统10可根据查询表设置夹紧压力。
在方框456中,方法400使用查询表以确定应该施加的不可靠路面夹紧压力。查询表可使用任何所需的输入参数,例如车轮打滑幅度、车轮打滑加速度、变速器滑轮速度、发动机速度、输入转矩、节气门输入、加速度或各种其它输入。输入参数在方框458中示出输入到方框456。
方法400从方框456沿路径460前进至步骤或方框462,方框462包括实施不可靠路面夹紧压力,其为提高的用以预测更大转矩干扰的夹紧压力,如上所述,从而使得夹紧压力大于初始最小夹紧压力但低于在方框428和甚至432使用的夹紧压力。这会降低过度夹紧,从而提高耐久性。尽管没有示出,但方法400之后可从方框462回到方框404以再次确定车辆参数。
方框448、456、458和462中的每一个都被包围在模块464中,模块464是不可靠路面(或长期中等车轮打滑)模块464。不可靠路面模块464补偿长期中等水平车轮打滑、不可靠路面状况和/或可变μ状况,这导致命令增加的(而不是最大的)夹紧压力。
经由路径452(如上所述)到达方框453,在方框453中,确定车轮打滑幅度是否超过阈值。如果是,则方法400沿路径466返回到方框436,在方框436中,确定车轮打滑是否超过更高的最大车轮打滑阈值。如果方框453确定车轮打滑幅度没有超过阈值,则方法400沿路径468返回到方框402,在方框402中,在不需要提升的夹紧压力来防止CVT 140的连续构件40打滑的情况下施加初始最小夹紧压力。
现参考图6,500大致示出了控制系统10的示意性图形表示,以及方法300、400中一种或多种的实施方案。因为车轮打滑通常是CVT 140由于输出转矩的干扰或峰值而将很快需要附加转矩承载能力的第一指示,车轮打滑幅度在本示例中用作操作参数,以便为CVT140的控制系统做出控制决定。作为替代方案或者除此之外,举例而言,车辆加速度、车轮打滑加速度或变速器输出加速度可以用作转矩干扰的指示。图500示出了各种阈值与图,纵轴上有不同幅度和基准轴线,但每一个都沿横轴线501沿相同的相对时间尺度大体示出。车轮打滑幅度在曲线502处示出相对水平。
高转矩瞬态事件通常是由于车轮上的摩擦力的急剧和突然变化引起的,这导致了从动轮和非从动轮之间存在突然或较大的车轮差速。坑洼造成的车轮打滑事件的持续时间通常从超过阈值的时间起不到100ms,并且控制器会对信号进行处理。对于短时间和长时间车轮打滑状况而言,初始反应是相同的。一旦超过阈值,系统需要尽可能快地做出反应,因为确定车轮打滑的性质并做出反应的时间非常短。车轮打滑阈值由曲线504表示。举例来说,在某些示例中,车轮打滑阈值504可以在10rpm至60rpm之间。因此,在区段506、508、510、512和514中,车轮打滑幅度曲线502保持在阈值线504之下,例如在10rpm至60rpm之下,而在区段516、518、520和522中,车轮打滑幅度502超过阈值线504。
当车轮打滑幅度502高于阈值504时,车轮打滑信号线524为高或为真。因此,信号线524在区段516’、518’、520’和522’中示出为高,其分别与车轮打滑幅度区段516、518、520和522对应。
与最小夹紧压力相对应的最小夹紧力通常根据CVT 140的输入转矩而计算。所命令的夹紧力由曲线526表示。实际所受到的力由曲线527表示,其根据所测得的压力而计算。然而,输入转矩并不表示由路面状况所造成并由输出滑轮38所反映的转矩干扰。由于液压系统中存在延迟,所以期望的是,当观察到车轮打滑时,最小夹紧力增加至能够使滑轮36、38被夹紧至防止连续构件40在转矩干扰期间出现打滑所需的最小夹紧力的水平。因此,所命令的最小夹紧力(或夹紧压力)沿夹紧力曲线526增加至点C处的水平528。点C处的新的更高的夹紧力应该足够高以能够在液压系统中做出快速响应,但不要高到限制比率可控性。
为了提高耐久性和燃料经济性,可以使用反弹时间范围530来避免在车轮打滑发生非常短的时间之后或者在信号中的噪声或错差使车轮打滑虚高时发生的不必要的过度夹紧。因此,控制系统10和方法200、300、400可以包括确定车轮打滑幅度502在至少反弹持续时间范围530内是否超过车轮打滑幅度阈值504。反弹持续时间范围530可配置为尽可能小,以避免错过瞬时。如果在至少反弹持续时间中车轮打滑幅度502确实超过了车轮打滑阈值504,则选择上述补偿策略中的一个。在这种情况下,补偿策略包括将夹紧力526(通过增加相应的夹紧压力)提升到水平528。
作为示例,在点C处实施到夹紧力526的增加的夹紧力水平528可以被确定为发动机输入转矩、车轮打滑幅度和速度比的函数。可以选择增加的夹紧力水平528作为相对较高的夹紧力,因为某些事件进行的非常快,以致于控制系统10在做出响应之前没有足够的时间来确定事件的大小。
在所示的图500中,夹紧力526在点C处增加到水平528,因为车轮打滑幅度502在C点处在超过反弹时间范围530的时间内超过了车轮打滑幅度阈值504。在车辆系统100进入足以将夹紧力526升高到水平528的车轮打滑状况之后,车轮打滑阈值504降低。因此,在区段532中,车轮打滑阈值504保持在第一水平534,但是当夹紧力526在点C处升高至水平528时,车轮打滑阈值504在第二区段538中下降到较低水平536。这产生了滞后,使得补偿策略在某些车轮打滑状况下不太容易激活和停用,从而防止了快速改变夹紧压力命令。
转矩干扰的大小随着道路状况和车辆操作状况(节气门、速度、比率等)的严重程度而变化,但通常坑洼冲击将比粗糙的道路导致更大的转矩干扰。长时间的车轮打滑事件的特征可能在于在100ms或更长时间内发生伴有转矩干扰的延长的车轮滑动,例如在检测之后,并且幅度上可能发生变化。除了长时间车轮打滑事件之外,粗糙道路事件可以在时间范围内作为多个凸块指示给控制器12。凸块可以被定义为违反可校准阈值的车轮打滑,之后车轮打滑的幅度降低到可校准阈值之下。在可校准数量的凸块之后,控制系统10将以与长时间车轮打滑事件相同的方式起作用,这在本文中被称为不可靠道路状况。
对于短时间和长时间车轮打滑状况,初始反应可以是相同的,并且夹紧力526可以在点C处增加到水平528。此外,在替代方案中,对于车轮打滑以慢速增加的车轮打滑事件而言,控制系统10可以使最小夹紧力526逐渐加速至表计算值,而不是在超过车轮打滑幅度阈值504时立即将最小夹紧力设置至水平528。
对于不可靠道路状况而言,可以在确定了事件的严重程度之后进行基于表的查找。因此,在校准时间540过去之后,控制系统10在区段527中以预定的速率降低最小夹紧力526。当控制系统10检测到事件不仅仅是瞬时的时,控制系统10可以根据查找表将夹紧力526设置在水平529。该查找表可以根据上述的车轮打滑幅度、车速、输入转矩、节气门、加速度或各种其它输入。这可降低过度夹紧,从而提高了耐久性。一旦车轮打滑状况已经消退,并且校准时间540过去,则校准时间窗531设定控制系统10在其以预定速率被减小到基于输入转矩的最小夹紧力之前保持所命令的夹紧力526的时间,以倾斜线542示出。因此,夹紧力526大幅度降低回至最小水平直到校准保持时间540过了后且车轮打滑幅度502降低至低于车轮打滑幅度阈值504时才会发生,其发生在点D之后,且之后可操作地经过其它校准531。
在某些情况下,车轮打滑502的幅度可以高到超过单个严格阈值线544。严格阈值线544具有初始值546,初始值546在幅度上高于其两个阈值534、536处的车轮打滑阈值504。当车轮打滑502的幅度超过严格阈值线544时,可以期望减小发动机转矩和严格阈值544。因此,当车轮打滑幅度502超过严格阈值544时,严格阈值554减小到水平547。在图500的底部附近,发动机转矩上限示出在曲线548处。当车轮打滑幅度502在车轮打滑幅度502曲线的区段550中的点E处超过严格阈值线544时,命令发动机转矩上限548不产生比水平552更多的转矩。因此,发动机转矩上限548从初始水平554降低到较低水平552。
在绘图线558处示出的实际发动机转矩通常沿着可能的发动机转矩560跟踪,两者都在非严格的车轮打滑状况下处于发动机转矩上限548之下。当发动机转矩上限548在区段562中减小到水平552时,可能的发动机转矩560之后高于发动机转矩上限548。因此,实际发动机转矩558必须如558′所示下降至等于或小于区段562中的发动机转矩上限548。作为示例,降低的发动机转矩上限552可以被确定为发动机转矩或驾驶员要求的转矩和车轮打滑幅度的函数。在命令发动机转矩降低的情况下,要保持降低,直到车轮打滑幅度504下降到低于校准的滞后水平,并且预定的时间范围564已经度过。然后发动机转矩上限548增加回到最大水平554,因此,之后实际发动机转矩558被增加回到发动机可能的转矩560。
在可变的μ事件(即,改变路面摩擦)期间,控制系统10可以检测一系列大幅度的车轮打滑。一旦这些事件结束,车轮打滑迅速减小,这可能导致CVT 140达到惯性尖峰。在某些道路状况下,这可能会继续发生,而事件之间不超过车轮打滑阈值504。每个车轮打滑事件都可以在比反弹时间530更短的时间内发生,用比每个车轮打滑事件之间的反弹时间530更多的时间。在这种情况下,控制系统10不会将夹紧力526增加到水平528。因此,在这种情况下,控制系统10可配置为数清这些车轮打滑事件的计数,并且如果发生一定数量的这些事件,则可以将夹紧力526增加到表查找值,例如水平529或更高水平528。可以将可能长于校准窗531的单独的可校准退出时间用作新的退出标准。除了退出时间较长之外,车轮打滑阈值504可以减小,例如减少至水平536。可以这么做来避免多重夹紧力干扰和最小夹紧力的快速变化,因为这种干扰可能会干扰比率控制。
举例来说,控制系统10的控制系统检测策略可配置为识别任何数量的各种干扰,例如广义的路面干扰、车轮打滑幅度或加速度超过阈值、车辆突然减速,和/或车辆方向的波动变化。控制系统10还可配置为检测车轮打滑事件或检测车轮牵引力的损失。车轮牵引力的损失可包括以下非限制性事件中的一个或多个,例如基于车轮与冰、雪、沙地、或分裂摩擦表面的相互作用的车轮牵引力的损失。此类干扰通常示出为在步骤204、304、404中检测到以确定上述方法方框中所描述的结果补偿策略。
一旦确定应该实施提升补偿策略或高补偿策略,例如一旦确定车轮打滑幅度超过预定阈值,则控制系统10将实施提升补偿策略或高补偿策略以保护CVT 140的变速器组件30。控制系统10可以指令变速器组件30过度夹紧(或以更大的压力夹紧)带40。控制系统10可调节施加给滑轮36、38的夹紧压力,以过度夹紧(或以更大的压力夹紧)链或带40,从而保护CVT 140。调整后的变速器转矩能力可能被限制在偏离高于初始变换器转矩能力的范围内,以避免在车轮处施加更多转矩,从而加剧牵引力事件。变速器转矩能力和/或CVT 140中的夹紧压力的调节可以与多级齿轮变速器中的降档具有相似的效果,以保护CVT 140免受损坏。已调节的变速器转矩能力或夹紧压力被传递到CVT 140以向夹紧压力施加期望的调节和/或改变CVT 140的变速器转矩能力。
控制系统10可配置为执行图3至图6所示的每个步骤。因此,图3至图6所示整个描述可以应用于控制系统10,以实现方法200、300、400和图6所示的曲线策略。此外,控制器12可以是或包括变速器控制器,该变速器控制器包括配置为执行方法200、300、400的各步骤或上述图6所示分布策略的多个控制逻辑。
控制系统10的控制器12可以包括计算机可读介质(也称为处理器可读介质),包括参与提供可由计算机(例如,由计算机的处理器)读取的数据(例如,指令)的任何非暂时性(例如,有形的)介质。这种介质可以采取许多形式,包括但不限于非易失性介质和易失性介质。例如,非易失性介质可包括光盘或磁盘以及其它持久存储器。例如,易失性介质可包括可以构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。这样的指令可以由一个或多个传输媒介传输,包括同轴电缆、铜线和光纤(包括包括连接到计算机的处理器的系统总线的导线)。一些形式的计算机可读介质包括例如软盘、软盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、打孔卡、纸带、任何具有孔图案的其他物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPROM、任何其它存储器芯片或盒,或计算机可从其读取的任何其它介质。
本文所描述的查找表、数据库、数据存储库或其他数据存储可以包括用于存储、访问和检索各种数据的各种机构,包括分层数据库、文件系统中的一组文件、专有格式的应用数据库、关系数据库管理系统(RDBMS)等。每个这样的数据存储可以包括在采用诸如上述之一的计算机操作系统的计算装置中,并且可以经由网络以各种方式中的任何一种或多种方式获得。文件系统可以从计算机操作系统中访问,并且可以包括以各种格式存储的文件。RDBMS除了采用用于创建、存储、编辑和执行所存储的程序的语言(例如上述的PL/SQL语言)之外,还可以采用结构化查询语言(SQL)。
具体实施方式和附图是对本发明的支持和描述,但是本发明的范围仅由权利要求书来限定。虽然已经详细描述了用于实施所要求保护的一些最佳模式和其它示例,但是存在用于实践所附权利要求中限定的发明内容的各种替代设计和示例。此外,附图中所示的示例或本说明书中提到的各种示例的特征不一定被理解为彼此独立的示例。相反,可以将本发明每个示例中描述的每个特征与其它实例中的一个或多个其它期望特征结合,产生未以文字或参考附图描述的其他示例。因此,此类其它示例属于所附权利要求的范围的框架内。

Claims (10)

1.一种用于控制包括用于机动车辆的变换器组件的无级变速器(CVT)的方法,所述方法包括:
命令将初始最小夹紧压力施加到所述变换器组件以实现所需的转矩能力;
确定至少一个车辆操作参数;
根据所述至少一个车辆操作参数确定车辆状况,所述车辆状况可以从至少基本状况、提升状况,以及高状况中选择;
根据所述车辆状况选择补偿策略,所述补偿策略可以从至少基本补偿策略、提升补偿策略和高补偿策略中选择,当已经确定为所述基本状况时,选择所述基本补偿策略,当已经确定为所述提升状况时,选择所述提升补偿策略,并且当已经确定为所述高状况时,选择所述高补偿策略;
如果已经选择了所述提升补偿策略,并且已经满足预定状况,则命令将提升夹紧压力施加到所述变换器组件;以及
如果已经选择了所述高补偿策略,则命令将高夹紧压力施加到所述变换器组件。
2.如权利要求1所述的方法,还包括如果已经选择了所述基本补偿策略,则命令将所述初始最小加紧压力施加到所述变换器组件。
3.如权利要求2所述的方法,还包括如果确定为所述提升状况,则激活定时器,其中,在所述提升补偿策略中,用于命令所述提升夹紧压力的预定状况包括确定所述定时器已经达到预定阈值。
4.如权利要求3所述的方法,所述车辆状况还可以从严格状况和不可靠路面状况中选择,所述补偿策略还可以从严格补偿策略和不可靠路面补偿策略中选择,当已经确定为所述严格状况时,选择所述严格补偿策略,并且当已经确定为所述不可靠路面状况时,选择所述不可靠路面补偿策略;
如果已经选择了所述严格补偿策略,则命令将严格夹紧压力施加到所述变换器组件,并命令减小最大可能发动机转矩;并且
如果已经选择了所述不可靠路面补偿策略,则命令将不可靠路面夹紧压力施加到所述变换器组件,
其中,确定所述至少一个车辆操作参数的所述步骤包括确定车轮打滑幅度、车轮打滑加速度、变速器输出加速度、纵向加速度、纬向加速度和发动机转速中的至少一个。
5.如权利要求3所述的方法,所述车辆状况还可以从严格状况和不可靠路面状况中选择,所述补偿策略还可以从严格补偿策略和不可靠路面补偿策略中选择,在已经确定为所述严格状况时,选择所述严格补偿策略,并且当已经确定为所述不可靠路面状况时,选择所述不可靠路面补偿策略;
如果已经选择了严格补偿策略,则命令将严格夹紧压力施加到所述变换器组件,并且命令减小最大可能发动机转矩;并且
如果已经选择了所述不可靠路面补偿策略,则命令将不可靠路面夹紧压力施加到所述变换器组件,
其中,确定所述至少一个车辆操作参数的所述步骤包括确定车轮打滑幅度,所述方法包括确定所述车轮打滑幅度在至少反弹持续时间内是否超过初始车轮打滑幅度阈值,所述方法包括如果所述车轮打滑幅度在至少所述反弹持续时间内超过了所述初始车轮打滑幅度阈值,则选择所述提升补偿策略、所述不可靠路面补偿策略、所述高补偿策略和所述严格补偿策略中的一个,所述方法还包括如果以下夹紧压力——所述不可靠路面夹紧压力、所述提升夹紧压力、所述高夹紧压力和所述严格夹紧压力中的一个被命令施加到所述变换器组件,则将所述初始车轮打滑幅度阈值降低至降低的车轮打滑阈值,其中,所述严格状况包括超过严格阈值的车轮打滑,所述严格阈值大于所述初始车轮打滑幅度阈值,
其中,所述不可靠路面状况包括以下各项中的至少一项:凸起阈值时间范围中的预定数量的凸块;在长于保持时间范围的时间中超过所述初始车轮滑移幅度阈值的所述车轮打滑幅度;以及在所述不可靠路面时间范围中预定数量的车轮打滑检测,所述车轮打滑检测是以下情况:其中所述车轮打滑幅度超过所述初始车轮打滑阈值,并且其中所述不可靠路面夹紧压力低于所述提升夹紧压力,并且
所述不可靠路面夹紧压力根据至少下列标准——车轮打滑幅度、车辆速度、输入转矩、节气门输入和车辆加速度而确定的情况。
6.一种用于控制具有变换器组件的无级变速器(CVT)的变速器控制系统,所述变速器控制系统包括指令集,所述指令集可执行以:
命令将初始最小夹紧压力施加到所述变换器组件以获得所需的转矩能力;
确定至少一个车辆操作参数;
根据所述至少一个车辆操作参数确定车辆状况,所述车辆状况可以从至少基本状况、提升状况,以及高状况中选择;
根据所述车辆状况选择补偿策略,所述补偿策略可以从至少基本补偿策略、提升补偿策略和高补偿策略中选择,当确定为所述基本状况时,选择所述基本补偿策略,当确定为所述提升状况时,选择所述提升补偿策略,并且当确定为所述高状况时,选择所述高补偿策略;
如果已经选择了所述提升补偿策略并且已经满足预定状况时,则命令将所述提升夹紧压力施加到所述变换器组件;并且
如果已经选择了所述高补偿策略,则命令将高夹紧压力施加到所述变换器组件。
7.如权利要求6所述的变速器控制系统,所述变速器控制系统配置为如果已经选择了所述基本补偿策略,则命令将所述初始最小夹紧压力施加到所述变换器组件,所述变速器控制系统还包括定时器,所述变速器控制系统配置为如果确定为所述提升状况,则激活所述定时器,其中,在所述提升补偿策略中,所述变速器控制系统配置为当所述定时器已经达到预定阈值时命令所述提升夹紧压力。
8.如权利要求6或权利要求7所述的变速器控制系统,所述车辆状况还可以从严格状况和不可靠路面状况中选择,所述补偿策略还可以从严格补偿策略和不可靠路面补偿策略中选择,在确定为严格状况时,选择所述严格补偿策略,并且在确定为所述不可靠路面状况时,选择所述不可靠路面补偿策略,所述变速器控制系统配置为如果已经选择了所述严格补偿策略,则命令将严格夹紧压力施加到所述变换器组件,并命令减小最大可能发动机转矩,并且所述变速器控制系统配置为如果已经选择了所述不可靠路面补偿策略,则命令将不可靠路面夹紧压力施加到所述变换器组件,所述至少一个车辆操作参数包括车轮打滑幅度、车轮打滑加速度、变速器输出加速度、纵向加速度、纬向加速度和发动机转速中的至少一个。
9.如权利要求7所述的变速器控制系统,其中,所述至少一个车辆操作参数包括车轮打滑幅度,所述变速器控制系统配置为确定所述车轮打滑幅度在至少反弹持续时间中是否超过初始车轮打滑幅度阈值,所述控制系统配置为如果所述车轮打滑幅度在至少反弹持续时间中超过所述初始车轮打滑幅度阈值,则选择所述不可靠路面补偿策略、所述提升补偿策略、所述高补偿策略和所述严格补偿策略中的一个,所述变速器控制系统还配置为如果命令将以下夹紧压力——所述不可靠路面夹紧压力、所述提升夹紧压力、所述高夹紧压力和所述严格夹紧压力中的一个施加到所述变速器组件,则将所述初始车轮打滑幅度阈值降低至降低的车轮打滑幅度阈值,
其中,所述严格状况包括超过所述严格阈值的车轮打滑幅度,所述严格阈值大于所述初始车轮打滑幅度阈值,并且
其中,所述不可靠路面状况包括以下各项中的至少一项:凸起阈值时间范围中预定数量的凸块;在长于保持时间范围的时间中超过所述初始车轮滑移幅度阈值的所述车轮打滑幅度;以及在不可靠路面时间范围中的预定数量的车轮打滑检测,所述车轮打滑检测是以下情况:其中所述车轮打滑幅度超过所述初始车轮打滑阈值,并且其中所述不可靠路面夹紧压力低于所述提升夹紧压力的情况。
10.一种用于机动车辆的无级变速器(CVT),所述无级变速器包括:
变速器组件,所述变速器组件包括第一滑轮和第二滑轮,所述第一滑轮和所述第二滑轮通过连续的可旋转装置可旋转地联接,其中,所述第一滑轮可旋转地联接至输入构件,并且所述第二滑轮可旋转地联接至输出构件;
所述第一滑轮,所述第一滑轮包括响应于第一致动器的推动沿第一轴线相对于第一固定槽轮平移的第一可移动槽轮;
所述第二滑轮,所述第二滑轮包括响应于第二致动器的推动沿第二轴线相对于第二固定槽轮平移的第二可移动槽轮;以及
控制系统,所述控制系统具有至少一个控制器和与所述控制器通信的一个或多个传感器,所述控制系统包括指令集,所述指令集可执行以:
命令将初始最小夹紧压力施加到所述变换器组件以实现所需的转矩能力;
确定至少一个车辆操作参数;
根据所述至少一个车辆操作参数确定车辆状况,所述车辆状况可以从至少基本状况、提升状况,以及高状况中选择;
根据所述车辆状况选择补偿策略,所述补偿策略可以从至少基本补偿策略、提升补偿策略,以及高补偿策略中选择,当确定为所述基本状况时,选择所述基本补偿策略,当确定为所述提升状况时,选择所述提升补偿策略,并且当确定为所述高状况时,选择所述高补偿策略;
如果已经选择了所述提升补偿策略并且已经满足预定状况,则命令将提升夹紧压力施加到所述变换器组件;并且
如果已经选择了所述高补偿策略,则命令将高夹紧压力施加到所述变换器组件。
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