CN109654186A - 重刹车工况下无极变速器的速比控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种重刹车工况下无极变速器的速比控制方法，无极变速器包括分别控制主动带轮、从动带轮变径的主动缸、从动缸，所述主动带轮和所述从动带轮之间通过传动带连接；正常工况下，根据传动带的传递扭矩和实际速比控制所述从动缸的控制压力值；重刹车时，所述从动缸在所述控制压力值基础上进一步增压。该速比控制方法从动缸与主动缸共同参与速比调控，可更快地形成较大的驱动主动带轮、从动带轮变径的打破平衡力的偏差力，使实际速比能够较好地跟随目标速比变化，从而解决了实际速比无法在车辆停止时回到最大速比的问题，进而提升车辆起步的动力性，避免车辆起步无力或无法起步的现象发生。

Description

重刹车工况下无极变速器的速比控制方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种重刹车工况下无极变速器的速比控制方法。

背景技术

无级变速器作为一种新型的动力换挡变速器,具有驾驶舒适、排放低、燃油经济性好、实现无级换挡等优点，具有很好的市场前景。特别是CVT(Continuously VariableTransmission，无极变速箱)通过速比的连续变化，使车辆行驶阻力与发动机负载实现动态最佳匹配，始终保持发动机在高效区运转，把发动机的潜力根据驾驶员的操作意图发挥到最佳状态。

传统的无级变速器控制方法为：根据油门开度和车速确定发动机目标转速，如图1所示，图1为CVT的换挡控制示意图，示出发动机转速、车速、速比的关系。确定发动机目标转速后，根据发动机目标转速计算此时的CVT目标速比。该方法能够保证发动机工作在最佳燃油经济区，大大降低油耗。

请继续参考图2，图2为CVT传动的结构简图。

无极变速器包括主动缸50和从动缸60，以及主动带轮40、从动带轮70，主动带轮40和从动带轮70之间通过钢带80连接，主动带轮40与发动机10依次通过离合器30、TC(TorqueConverter液力变矩器)20连接，从动带轮70输出动力，主动带轮40和从动带轮70的直径变化反应为速比变化，并且呈反比。这里，依赖于主动缸50驱动主动带轮70变径，从动缸60驱动从动带轮70变径，变径时，实现速比变化。

正常的无极变速器速比控制，主动缸50根据目标速比及从动缸60油压，确定其目标压力，即主动缸50主动变压，以实现主动带轮40主动变径，用以保证实际速比跟随目标速比，即主动缸50负责速比控制。而从动缸60则根据钢带80传递扭矩和实际速比确定其压力，用以保证钢带80能够安全地传递扭矩，即从动缸60负责夹紧力。

可以理解，由于主动带轮40、从动带轮70由一根钢带80连接，主动带轮40在变径过程中，为了保证钢带80的夹紧力(不能松弛，确保扭矩的传递)，从动带轮70必然需要随动，故从动缸60主要是随动控制夹紧力。

请继续参考图3，图3为现有技术中重刹车时，车辆多项参数随时间的变化曲线图。

车辆从刹车到重新启动(例如遇到红灯的工况)，车辆刹车至车速为零时需要速比回到最大速比，这样才能产生较大的启动扭矩，便于车辆重新起步。然而，基于现有的控制策略，主动缸40调节速比，当车速下降为零时，实际速比无法达到最大速比，图3中，目标速比为2.5，也是最大速比，但实际速比只达到1.2。也就是说，在重刹工况下，车辆无法回到最大速比，影响车辆起步的动力性，造成起步无力甚至无法起步。

有鉴于此，如何对现有技术的速比控制策略进行改进，以提升重刹工况下车辆起步的动力性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种重刹车工况下无极变速器的速比控制方法，该控制方法可以提升重刹车工况下车辆起步的动力性。

本发明所提供的重刹车工况下无极变速器的速比控制方法，无极变速器包括分别控制主动带轮、从动带轮变径的主动缸、从动缸，所述主动带轮和所述从动带轮之间通过传动带连接；正常工况下，根据传动带的传递扭矩和实际速比控制所述从动缸的控制压力值；重刹车时，所述从动缸在所述控制压力值基础上进一步增压。

可选地，重刹车时，同时增加所述从动缸的稳态压力。

可选地，当车速为零时，若实际速比仍未达到最大速比，则进行下述步骤：

根据车速为零时的实际速比，减缓所述从动缸的减压速度。

可选地，所述实际速比与所述最大速比偏差值越大，所述减压速度越慢。

可选地，在车速为零前，将能够检测到的实际速比锁定，根据锁定的所述实际速比，确定所述主动缸目标压力，所述实际速比与最大速比相差越大，所述主动缸目标压力越小。

可选地，设定保证安全的最小压力值，所述主动缸目标压力不小于所述最小压力值。

可选地，当重新启动且实际速比达到最大速比时，继续执行正常的速比控制逻辑。

可选地，根据刹车压力或整车加速度确定若干重刹车等级，所述重刹车等级越高，同等工况下，所述从动缸相对于所述控制压力值的增压量越大。

可选地，各所述重刹车等级下，增压量随所述车速的降低而增加。

可选地，，所述重刹车等级越高，所述从动缸相对于所述控制压力值增压的增压时机越提前。

本实施例所提供的重刹车工况下无极变速器的速比控制方法，当检测出当前的工况时处于重刹车工况时，则控制从动缸在控制压力值的基础上增压。这里所述的控制压力值是如背景技术所述，按照正常的速比控制，根据钢带传递扭矩和实际速比确定的压力。本实施例中从动缸与主动缸共同调压，均参与速比调控，从动缸在现有控制压力值基础上进一步增压，且还可以提前增压，以在重刹车的短时间段内，更快地形成较大的驱动主动带轮、从动带轮变径的打破平衡力的偏差力；而且，虽然主动缸的最小压力受到了限制，但是由于从动缸主动变化，则变径不再受制于主动缸的最小压力，变径范围得以扩大，有助于实现速比回归到最大化。

可见，采用上述从动缸的主动增压策略，实际速比能够较好地跟随目标速比变化，从而解决了背景技术中提到的实际速比无法在车辆停止时回到最大速比的问题，进而提升车辆起步的动力性，避免车辆起步无力或无法起步的现象发生。

附图说明

图1为CVT的换挡控制示意图；

图2为CVT传动的结构简图；

图3为现有技术中重刹车时，车辆多项参数随时间的变化曲线图；

图4为在本发明所提供一种具体实施例的速比控制策略下，车辆多项参数与时间的曲线图；

图5是图4实施例中三种重刹等级下从动缸压力变化曲线与现有技术中从动缸压力变化曲线的对比示意图；

图6为在本发明所提供另一种具体实施例的速比控制策略下，车辆多项参数与时间的曲线图。

图2中附图标记说明如下：

10发动机、20TC、30离合器、40主动带轮、50主动缸、60从动缸、70从动带轮、80钢带。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

经发明人研究，车辆在重刹时，重刹时，车速降为零的时间很短，在更短的时间内，主动缸要实现主动带轮的快速变径，需要产生较大的打破主动缸、从动缸平衡力的偏差力，这对于单独的主动缸而言，存在一定难度。而且，为了不打滑，主动缸的最小压力会提高，即主动缸压力无法如正常轻刹车时那样回到更小的压力，相应地，主动带轮直径不能继续减小，速比于是无法增加到预期的最大速比。另外，

在此研究分析基础上，本发明对无极变速器的速比控制策略进行了改进。请参考图4，图4为在本发明所提供一种具体实施例的速比控制策略下，车辆多项参数与时间的曲线图。参数包括刹车压力、车速、目标速比、实际速比、主动缸压力、从动缸压力。还可以继续参考图5，图5是图4实施例中三种重刹等级下从动缸压力变化曲线与现有技术中从动缸压力变化曲线的对比示意图，以便更直观地了解采取本实施例后从动缸增压量的变化。

需要说明的是，本方案是针对重刹车时出现的车速为零时速比无法回到最大速比的情况，所以这里对重刹车可以进行定义。

可以根据刹车压力或整车加速度定义重刹车。比如，根据整车加速度(可以根据检测的车速计算车速变化量获得)，刹车可分为4个等级，分别是：

等级1：-2～0m/s²；

等级2：--5～-2m/s²；

等级3：-8～-5m/s²；

等级4：-8m/s²以下。

这里可以将等级1标定为轻刹，而等级2-4标定为重刹，即标定三个重刹等级。显然，以上只是一种等级标定示例，具体可以根据车辆实际情况进行标定，也可以是其他的加速度数值范围，或者划分出更多的等级，此处并不做限制。刹车压力同样能反馈刹车的轻重，故也可以结合刹车压力和车速对刹车等级进行标定，刹车压力越大，重刹车等级越高，此处不再赘述。

本实施例所提供的重刹车工况下无极变速器的速比控制方法，当检测出当前的工况时处于重刹车工况时，则控制从动缸在控制压力值的基础上增压。这里所述的控制压力值是如背景技术所述，按照正常的速比控制，根据传动带传递扭矩和实际速比确定的压力，这里的传动带是连接主动带轮和从动带轮的传动部件，可以是背景技术中提到的无极变速器的钢带，也可以是链条等。

而本方案中，一旦车辆处于重刹工况，从动缸会主动进一步增压，如图5所示，相较于现有技术中的从动缸增压曲线，本实施例在相同车速下会产生一个增压量ΔP，即从动缸不再被动地根据主动缸调压后的实际速比、传动带扭矩调压，而是增压更多。另外，在车速较高时，根据现有的速比调压策略，从动缸压力可能不会增加(图5曲线中从80km/h重刹一段时间后，从动缸尚未增压)，而本实施例策略中的从动缸，在重刹等级4工况下，从重刹开始就进行增压，等级3、2相对于现有技术的策略也提前增压。

因此，本实施例中从动缸与主动缸共同调压，从动缸在现有控制压力值基础上进一步增压，且还可以提前增压，以在重刹车的短时间段内，更快地形成较大的驱动主动带轮、从动带轮变径的打破平衡力的偏差力；而且，虽然主动缸的最小压力受到了限制，但是由于从动缸主动变化，则变径不再受制于主动缸的最小压力，变径速度得以扩大，有助于快速实现速比回归到最大值。

请参考图4，并对比图3。现有技术中，在重刹车时，主动缸压力从25bar逐渐减小到最小压力5bar，从动缸压力跟随主动缸调整，从18bar只能相对被动地增大到最大值28bar。而图4中，采用本方案的策略，从80km/h开始重刹车减速时，从动缸即开始主动、提前地增压，从图3、4来看，图4中从动缸增压的曲线更为陡峭，在车速降为10km/h时，即增加到40bar，主动缸此时才减压到20bar，此时实际速比已经达到了目标速比2.5，也是最大速比。

可见，采用上述从动缸的主动增压策略，实际速比能够较好地跟随目标速比变化，从而解决了背景技术中提到的实际速比无法在车辆停止时回到最大速比的问题，进而提升车辆起步的动力性，避免车辆起步无力或无法起步的现象发生。

针对上述策略，在重刹车时，同时还增加从动缸的稳态压力，稳态压力是目标速比为最大速比时，对应的从动缸压力，避免停车过程中整个传动系统反拖扭矩变化剧烈引起钢带打滑。

请继续参考图6，图6为在本发明所提供另一种具体实施例的速比控制策略下，车辆多项参数与时间的曲线图。

在该实施例中，速比控制策略同样进行以上实施例所述的从动缸在控制压力值基础上进一步增压，但一旦重刹车需求过大，当车速降为零时，虽然从动缸主动参与了速比控制，但还是可能出现实际速比仍未达到最大速比的情况，此时，则继续进行下述步骤：

根据车速为零时的实际速比，延长从动缸减压时间，减压速度。

如图6所示，当车速从80km/h下降时，从动缸压力增压至40bar，这里的40bar也是从动缸的最大压力限值(即稳态压力)，同时主动缸也快速下降至5bar，但在车速降为零时，实际速比只达到1.8，即刹车时间过短，主动缸和从动缸即便同时参与速比控制，也难以很快建立变径需求的偏差力。

通常，在停车(车速降为零)后，基于燃油经济性等考虑，主动缸、从动缸压力都是降低的策略(如果主动缸压力已经降到最低，则不再降低)，主动缸、从动缸的压力来源一般是来自于被发动机驱动的油泵。可以参考图3-5理解，停车后的主动缸、从动缸压力变化。

该实施例中速比控制策略，在停车后仍未达到目标速比(也是最大速比)时，减小减压速度。如图3所示，车速为零后，从动缸压力很快减小到9bar；图4中，在实际速比达到2.5后，也很快降低到9bar；而图5中，从动缸压力从40bar一直缓慢地降低，直至重新起步，才降低到38bar。

这样，由于推迟了从动缸的减压时间和减压速度，即使在停车状态，从动缸和主动缸处于非平衡状态，从动缸压力较大，引起从动轮半径慢慢变小，主动缸半径慢慢变大，即速比在慢慢变大，随着时间的推移，速比有可能回至最大速比，或者靠近最大速比，只是此时输入轴和输出轴无转速，因此无法监控此时的实际速比，但在起步时，能够维持相对较大的实际速比，提升起步性能，当输出轴转速超过一定值时，能够进行实际速比的校验。

进一步地，当车速降为零时的实际速比与最大速比偏差值越大时，减压时间应该越长，减压速度也越慢。

由于车速为零后，无极变速器的输入、输出轴无转速，无法计算速比，当车速较小时(图5以4km/h为例，具体可根据无极变速器的型号来标定)，速比检测精确度较差，往往难以体现真是的速比。因此，在车速为零前，可将能够检测到的实际速比锁定，根据锁定的所述实际速比，确定所述主动缸目标压力，实际速比与最大速比相差越大，主动缸目标压力越小(车速降为零后，目标压力可以小于降速过程中的目标压力)。图5中，在车速降为4km/h时，和起步后达到4km/h之间的时间段内，都将实际速比锁定为1.8，以便进行更为可靠的压力控制。

可以设定主动缸的最小压力值，主动缸目标压力不小于所述最小压力值。如图3-5所示，主动缸的最小压力值都是5bar，以确保主动缸压力减小时，不会发生钢带打滑现象，保证安全。具体的最小压力数值也可以根据实际的无极变速器型号进行标定

当车辆重新启动而再次起步后，识别到的实际速比达到最大速比时，则可以跳出本发明中所提到的速比控制策略，而继续执行正常的速比控制逻辑。如果驾驶员踩刹车时间较长，从动缸压力缓慢减小至正常控制策略下的目标压力时，也跳出该控制策略，并保持该压力不变。

针对上述各实施例，由于可以根据刹车压力或整车加速度确定若干重刹车等级，则当所述重刹车等级越高时，从动缸相对压力控制值的增压量ΔP可以设定为越大。

在前述等级2、3、4的工况下，同等车速时，等级2工况可以在控制压力值基础上增加2bar，而等级3则可以增加4bar，等级4的增压量则可以为6bar。也就是说，重刹车等级越高，刹车需求越高，变径速度要求更快，则可以提高增压量。从动缸的增压时间也可以更加提前，比如以从80km/h开始重刹车为例，现有技术中策略可能在55km/h从动缸才开始增加压力，而本实施例中等级2、3、4所对应的重刹车工况，分别在80km/h、70km/h、60km/h即可以开始提前增压(可以参考图5理解)，以便在车速降为零之前尽量地提高速比。

此外，在各所述重刹车等级下，增压量也可以随所述车速的降低而增加。当车速越来越低时，表明刹车到车速为零的意愿更加明显，速比的确需要回到最大速比，因此增压量与车速反比变化，以使速比变化更能符合驾驶者的意图。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.重刹车工况下无极变速器的速比控制方法，无极变速器包括分别控制主动带轮、从动带轮变径的主动缸、从动缸，所述主动带轮和所述从动带轮之间通过传动带连接；正常工况下，根据传动带的传递扭矩和实际速比控制所述从动缸的控制压力值；其特征在于，重刹车时，所述从动缸在所述控制压力值基础上进一步增压。

2.如权利要求1所述的重刹车工况下无极变速器的速比控制方法，其特征在于，重刹车时，同时增加所述从动缸的稳态压力。

3.如权利要求1所述的重刹车工况下无极变速器的速比控制方法，其特征在于，当车速为零时，若实际速比仍未达到最大速比，则进行下述步骤：

根据车速为零时的实际速比，减缓所述从动缸的减压速度。

4.如权利要求3所述的重刹车工况下无极变速器的速比控制方法，其特征在于，所述实际速比与所述最大速比偏差值越大，所述减压速度越慢。

5.如权利要求4所述的重刹车工况下无极变速器的速比控制方法，其特征在于，在车速为零前，将能够检测到的实际速比锁定，根据锁定的所述实际速比，确定所述主动缸目标压力，所述实际速比与最大速比相差越大，所述主动缸目标压力越小。

6.如权利要求5所述的重刹车工况下无极变速器的速比控制方法，其特征在于，设定保证安全的最小压力值，所述主动缸目标压力不小于所述最小压力值。

7.如权利要求3所述的重刹车工况下无极变速器的速比控制方法，其特征在于，当重新启动且实际速比达到最大速比时，继续执行正常的速比控制逻辑。

8.如权利要求1-7任一项所述的重刹车工况下无极变速器的速比控制方法，其特征在于，根据刹车压力或整车加速度确定若干重刹车等级，所述重刹车等级越高，同等工况下，所述从动缸相对于所述控制压力值的增压量越大。

9.如权利要求8所述的重刹车工况下无极变速器的速比控制方法，其特征在于，各所述重刹车等级下，增压量随所述车速的降低而增加。

10.如权利要求8所述的重刹车工况下无极变速器的速比控制方法，其特征在于，所述重刹车等级越高，所述从动缸相对于所述控制压力值增压的增压时机越提前。