CN109695680B - 用于车辆推进系统中无级变速器的控制系统 - Google Patents

用于车辆推进系统中无级变速器的控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109695680B
CN109695680B CN201811177691.7A CN201811177691A CN109695680B CN 109695680 B CN109695680 B CN 109695680B CN 201811177691 A CN201811177691 A CN 201811177691A CN 109695680 B CN109695680 B CN 109695680B
Authority
CN
China
Prior art keywords
torque
torque request
transmission
engine
backbone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811177691.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109695680A (zh
Inventor
R·F·小洛赫奥克
C·J·温格兹
B·J·凯勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN109695680A publication Critical patent/CN109695680A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109695680B publication Critical patent/CN109695680B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/188Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H9/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members
    • F16H9/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion
    • F16H9/04Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes
    • F16H9/12Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members
    • F16H9/16Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts
    • F16H9/18Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts only one flange of each pulley being adjustable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/101Infinitely variable gearings
    • B60W10/107Infinitely variable gearings with endless flexible members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H61/662Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H61/662Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members
    • F16H61/66272Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members characterised by means for controlling the torque transmitting capability of the gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H61/664Friction gearings
    • F16H61/6647Friction gearings controlling shifting exclusively as a function of torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0638Engine speed
    • B60W2510/0652Speed change rate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0695Inertia
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/10Change speed gearings
    • B60W2510/1005Transmission ratio engaged
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/10Accelerator pedal position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0666Engine torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10Change speed gearings
    • B60W2710/1005Transmission ratio engaged
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10Change speed gearings
    • B60W2710/105Output torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/30Wheel torque

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

一种车辆推进系统包括:原动机,所述原动机具有原动机输出轴;无级变速器,所述无级变速器具有联接至所述原动机输出轴的变速机输入轴并具有变速机输出轴;驾驶员扭矩请求模块,所述驾驶员扭矩请求模块与驾驶员输入进行通信并用于输出驾驶员扭矩请求;发动机主干,所述发动机主干与所述原动机进行通信;以及变速器主干,所述变速器主干与所述车辆推进系统中的所述无级变速器和所述发动机主干进行通信。变速器主干包括:正扭矩请求模块,所述正扭矩请求模块生成正扭矩请求;以及正扭矩请求监测器,所述正扭矩请求监测器将从所述变速器主干到所述发动机主干的扭矩请求限制为预定阈值的最大值。

Description

用于车辆推进系统中无级变速器的控制系统
技术领域
本发明涉及一种用于车辆推进系统中无级变速器的控制系统。
背景技术
本引言大体呈现了本公开的背景。当前署名的发明人的工作就其在本引言中所描述的以及在提交时可以不另外被作为是现有技术的多个方面的描述而言既不明确地也不隐含地被认可为是针对本公开的现有技术。
具有诸如联接至无级或无限变速器(CVT)的内燃机的原动机的车辆推进系统可以用于在车辆中提供牵引力。CVT能够在最小(减速传动)比和最大(超速传动)比之间的范围上连续改变输入/输出速度比,由此允许响应于操作员扭矩请求对发动机操作进行无限可变的选择而获得燃料消耗和发动机性能的优选平衡。
已知的链式无级变速器可以包括两个带轮,其每个具有两个滑轮。链条或皮带可以在两个带轮之间运转,同时带轮中每一个的两个滑轮将链条夹在它们之间。每个带轮的滑轮和链条之间的摩擦接合将链条联接至带轮中的每一个以将扭矩从一个带轮传递到另一个。带轮中的一个可以操作作为驱动或输入带轮,而另一个带轮可以操作作为从动或输出带轮。传动比(也被成为扭矩比)是从动(输出)带轮的扭矩和驱动(输入)带轮的扭矩的比。传动比可以通过推动一个带轮的两个滑轮更靠近以及推动另一个带轮的两个滑轮彼此更远离而改变,从而促使链条在相应的带轮上行进地更高或更低。传动比还可以通过将变速器输入转速除以变速器输出转速来获得。目标传动比可以基于若干因素来确定,包括例如但不限于:驾驶员踏板输入、车辆速度等。
发明内容
在一示例性方面,车辆推进系统包括:原动机,所述原动机具有原动机输出轴;无级变速器,所述无级变速器具有联接至所述原动机输出轴的变速机输入轴并具有变速机输出轴;驾驶员扭矩请求模块,所述驾驶员扭矩请求模块与驾驶员输入进行通信并用于输出驾驶员扭矩请求;发动机主干,所述发动机主干与所述原动机进行通信;以及变速器主干,所述变速器主干与所述车辆推进系统中的所述无级变速器和所述发动机主干进行通信。变速器主干包括:正扭矩请求模块,所述正扭矩请求模块生成正扭矩请求;以及正扭矩请求监测器,所述正扭矩请求监测器将从所述变速器主干到所述发动机主干的扭矩请求限制为预定阈值的最大值。
以此方式,可以在保持扭矩值的完全保护、合理化以及安全性的同时改善具有无级变速器的车辆推进系统中降挡的驾驶性能和平滑性。在将请求传送到发动机主干之前监测变速器主干中的扭矩请求改善了响应性、精度、平滑性和驾驶性能。此外,这排除了在发动机主干中进行任何监测或筛选的必要性以及避免了使可能超过驾驶员请求扭矩的扭矩请求受制于计时器的任何需要。
在另一示例性方面,扭矩请求是驾驶员扭矩请求和正扭矩请求的总和。
在另一示例性方面,正扭矩请求模块基于发动机加速度和发动机惯量确定正扭矩请求。
在另一示例性方面,正扭矩请求模块在无级变速器的速度比降低期间确定正扭矩请求,使得在车辆推进系统的车轴处的净扭矩大体上匹配驾驶员请求的车轴扭矩。
在另一示例性方面,驾驶员请求的车轴扭矩对应于驾驶员扭矩请求。
在另一示例性方面,正扭矩请求监测器通过预定阈值的表来将从变速器主干到发动机主干的扭矩请求限制为预定阈值的最大值。
在另一示例性方面,正扭矩请求监测器基于发动机加速度和无级变速器的比来通过该表确定预定阈值。
通过以下提供的详细描述,本公开的其他应用领域将变得显而易见。应当理解的是,详细描述和具体实例仅旨在用于说明的目的,而不旨在限制本公开的范围。
当结合附图时,通过包括权利要求书以及示例性实施例的详细描述,本发明的以上特征和优点以及其他特征和优点将是显而易见的。
附图说明
通过详细描述和附图将能更充分地理解本公开,其中:
图1示意性地示出了车辆推进系统100的元件;
图2示意性地示出了链式无级变速器(CVT)的变速机30的元件;
图3示意性地示出了根据本公开的用于车辆推进系统的示例性控制系统300;以及
图4示出了来自根据本公开一示例性实施例的正在经历降挡的无级变速器的信号的曲线图。
在附图中,附图标记可以重复使用来标示相似和/或相同的元件。
具体实施方式
现在参考附图,其中描述仅是为了例示说明某些示例性实施例的目的而并非为了限制示例性实施例,图1示意性地示出了车辆推进系统100的元件,该车辆推进系统100包括原动机110,该原动机110通过变矩器120和变速箱130可旋转地联接至无级变速器(CVT)140。车辆推进系统100通过传动系150联接至车辆车轮160以当在车辆上采用时提供牵引力。车辆推进系统100的操作由控制系统10响应于驾驶员命令以及其他因素进行监测和控制。
原动机110可以是——例如但不限于——内燃机、马达或者能够响应于源自控制系统10的命令而产生扭矩的任何其他系统。变矩器120可以在其输入构件和输出构件之间提供流体联接以用于传递扭矩,并且优选地可以包括:联接至原动机110的泵122、通过输出构件联接至变速箱130的涡轮124,以及锁定泵122和涡轮124的旋转并且可以由控制系统10控制的变矩器离合器126。变矩器120的输出构件可旋转地联接至变速箱130,变速箱130可以包括啮合齿轮或在变矩器120和CVT140之间提供减速传动的其他合适传动机构。替代地,变速箱130可以是用于在发动机110、变矩器120以及CVT140之间提供传动的另一种合适齿轮构造,作为非限制性实例,包括链条驱动齿轮构造或行星齿轮构造。在替代实施例中,可以省略变矩器120和变速箱130中的任一个或两个。
变速箱130可以包括输出构件,该输出构件通过输入构件51可旋转地联接至CVT140。CVT140的一个示例性实施例参考图2进行描述。CVT140的输出构件61可旋转地联接至传动系150,该传动系150通过车轴、半轴或另一适合的扭矩传递元件可旋转地联接至车辆车轮160。传动系150可以包括差速齿轮组、链条驱动齿轮组或用于将扭矩传递至一个或多个车辆车轮160的另一合适齿轮装置。
车辆推进系统100优选地包括用于监测各种装置的转速的一个或多个感测装置,包括例如发动机速度传感器112、变矩器涡轮速度传感器125、CVT变速机输入速度传感器32、CVT变速机输出速度传感器34,以及通过其监测车辆速度(Vss)的车轮速度传感器162。上述速度传感器中的每一个可以使任何合适的旋转位置/速度感测装置,例如,霍尔效应传感器。上述速度传感器中的每一个与控制系统10进行通信。
控制系统10优选地包括一个或多个控制器12和用户接口14。为了便于例示说明,显示了单个控制器12。控制器12可以包括多个控制器装置,其中控制器12中的每一个与监测和控制单个系统相关联。这可以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CVT140并监测和控制单个子系统(例如,变矩器离合器)的变速器控制器(TCM)。控制器12优选地包括包含可执行指令集的存储器装置11。用户接口14与操作员输入装置进行通信,该操作员输入装置包括例如加速器踏板15、制动器踏板16以及变速器挡位选择器17。
图2示意性地示出了有利地由控制器12控制的链式无级变速器(CVT)140的变速机30的元件。变速机30在第一旋转构件51和第二旋转构件61之间传递扭矩。第一旋转构件51可以被称为输入构件51,而第二旋转构件61可以被称为输出构件61。
变速机30包括第一或主带轮36、第二或副带轮38以及柔性连续可旋转装置40,该柔性连续可旋转装置40可旋转地联接第一和第二带轮36、38以在它们之间传递扭矩。第一带轮36可旋转地附接至输入构件51且第二带轮38可旋转地附接至输出构件61,并且可旋转装置40适合于在第一和第二带轮36、38之间并由此在输入和输出构件51、61之间传递扭矩。第一带轮36和输入构件51围绕第一轴线48旋转,而第二带轮38和输出构件61围绕第二轴线46旋转。连续可旋转装置40可以是皮带、链条或另一合适的柔性连续装置,但不限于此。
第一带轮36被垂直于第一轴线48分开,从而限定形成在可移动滑轮52和固定滑轮54之间的环形第一凹槽50。可移动滑轮52轴向地移动或相对于固定滑轮54沿第一轴线48平移。例如,可移动第一滑轮52可以通过花键连接附接至输入构件51,由此允许可移动第一滑轮52沿第一轴线48的轴向移动。固定第一滑轮54设置成和可移动第一滑轮52相对。固定第一滑轮54沿第一轴线48轴向地固定到输入构件51上。如此,固定第一滑轮54并不沿第一轴线48的轴向方向移动。可移动第一滑轮52和固定第一滑轮54各自包括第一凹槽表面56。可移动第一滑轮52和固定第一滑轮54的第一凹槽表面56彼此相对设置以限定环形第一凹槽50。相对的第一凹槽表面56优选地形成倒截头圆锥形,使得可移动第一滑轮52朝向固定第一滑轮54的移动增大环形第一凹槽50的外带轮直径。致动器55和第一带轮36一起设置以响应于驱动信号53控制可移动第一滑轮52的轴向位置,包括朝向固定第一滑轮54推动可移动第一滑轮52。在一个实施例中,致动器55为液压控制装置且驱动信号53为液压压力信号。
第二带轮38垂直于第二轴线46被分开以限定环形第二凹槽62。环形第二凹槽62垂直于第二轴线46设置。第二带轮38包括可移动滑轮64和固定滑轮66。可移动滑轮64轴向地移动或相对于固定滑轮66沿第二轴线46平移。例如,可移动第二滑轮64可以通过花键连接附接至输出构件61,由此允许可移动第二滑轮64沿第二轴线46的轴向移动。固定第二滑轮66设置成和可移动第二滑轮64相对。固定第二滑轮66沿第二轴线46轴向附接至输出构件61。如此,固定第二滑轮66并不沿第二轴线46的轴向方向移动。可移动第二滑轮64和固定第二滑轮66各自包括第二凹槽表面68。可移动第二滑轮64和固定第二滑轮66的第二凹槽表面68彼此相对设置以限定环形第二凹槽62。相对的第二凹槽表面68优选地形成倒截头圆锥形,使得可移动第二滑轮64朝向固定第二滑轮66的移动增大环形第二凹槽62的外带轮直径。致动器65和第二带轮38一起设置以响应于从动信号63控制可移动第二滑轮64的轴向位置,包括朝向固定第二滑轮66推动可移动第二滑轮64。在一个实施例中,致动器65为液压控制装置且从动信号63为液压压力信号。第一带轮36的外带轮直径和第二带轮38的外带轮直径的比限定了速度比(SR)。其他元件,例如采用可选择单向离合器等形式的离合器组件可以布置在变速机30和其他车辆推进系统与传动系部件和系统之间。
各种传感器被适当地定位以用于感测并提供和CVT140的操作有关的信号,包括CVT变速机输入速度传感器32和CVT变速机输出速度传感器34。输入速度传感器32可以安装在输入构件51附近以生成输入速度信号33,而CVT输出速度传感器34可以安装在输出构件62附近以生成输出速度信号35。
速度比(SR)是输出构件61的速度关于输入构件51的速度的比。多种形式的SR可以被采用作为CVT140的控制参数,包括实际SR和期望SR。实际SR表示SR的当前测量值,并且可以基于输入速度信号33和输出速度信号35的比来确定。期望SR可以对应于SR的命令将来值,其可以基于和输出功率命令、车辆速度、发动机扭矩等有关的监测和估计运行状况来确定,单兵不限于此。控制器12控制CVT140以通过控制CVT140的主带轮36和副带轮38中的一个或两个的压力来获得期望SR。控制CVT140的主带轮36和副带轮38中的一个或两个的压力可以通过控制驱动和从动信号53、63从而向第一和第二致动器55、65施加影响期望SR必需的压力来获得,其中必需的压力优选地采用主压力命令和副压力命令的形式。
图3示意性地示出了根据本公开的用于车辆推进系统的示例性控制系统300。系统300包括变速器主干302,该变速器主干302通过控制器局域网306与发动机主干304进行通信。在一示例性实施例中,变速器主干302可以包括部件并按照类似于共同未决的共同转让的美国专利申请系列第15/596,219号中所述的方式操作,其公开内容以其整体结合于此,以用于控制无级变速器的比。
在图3的示例性实施例中,变速器主干302可以接收驾驶员加速器踏板位置信号308和变速器输出轴速度信号310。换挡点模块312可以确定变速器比的调度或轨迹且序列状态机314可以确定这些变速比的前进。离合器换挡控制模块316、离合器填充和压力模块318以及硬件输入/输出模块320可以将这些比转换成控制信号,该控制信号可以发送给无级变速器322,该无极变速器322随后可以响应于这些信号相应地进行操作。
离合器填充和压力控制模块316可以作出响应以确定实现平滑换挡可能需要的扭矩的量。这种换挡量一般可以成为正扭矩请求(PTR)。离合器填充和压力控制模块316将PTR转发给变速器扭矩仲裁模块324。变速器扭矩仲裁模块324可以仲裁该PTR并使其在控制器局域网(CAN)306上可用以用于由发动机主干304访问。
发动机主干304还可以接收驾驶员扭矩请求模块326中的驾驶员加速器踏板位置信号308和变速器输出轴速度信号310。驾驶员扭矩请求模块326可以确定驾驶员所请求的车轴扭矩Taxl的量。车轴扭矩仲裁模块328可以接收驾驶员请求的车轴扭矩并基于若干因素和运行条件来仲裁该值,并且进一步基于变速器比将仲裁值从车轴扭矩值转换成发动机扭矩值。推进扭矩仲裁模块330随后可以进一步基于在CAN上从变速器主干302接收的正扭矩请求仲裁该扭矩请求,并且产生被提供给发动机扭矩控制模块332的发动机扭矩请求。发动机扭矩控制模块332随后可以生成一组命令信号,该命令信号可以转发给发动机中的一组致动器334,比如例如,火花控制模块、燃料控制模块等但并不限于此,使得发动机按照提供所请求量的发动机扭矩的方式进行响应。
如以上所解释的,离合器填充和压力控制模块316可以作出响应以确定实现平滑换挡可能需要的扭矩的量。例如,在降挡的情况下,当减小速度比时,由于发动机和相关联的传动系总是通过无级变速器连接至车辆的车轮,必须增大发动机的转速。这需要发动机和传动系来旋转加速。由于发动机具有转动惯量,该加速消耗了一定量的扭矩,其通常被称为惯性扭矩。
图4示出了来自根据本公开一示例性实施例的正在经历降挡的无级变速器的信号的曲线图。速度比信号400表明在整个降挡过程中CVT速度比减小。由于CVT速度比400的减小,发动机速度402必须相对应地增大。发动机加速度404对应于发动机速度402的变化率。由于发动机具有转动惯量,可以确定使发动机加速以符合发动机速度402所消耗的扭矩量。该问题通过表示车轴扭矩的量的车轴扭矩线406来例示,在线408处表明,其小于驾驶员请求的车轴扭矩408一定量410,对应于发动机速度402的加速404所消耗的惯性扭矩。
在理想情况下,车轴上的扭矩量对应于驾驶员请求的车轴扭矩408,其结果是车轴上的扭矩量在降挡事件上大体上是平坦的。以此方式,可以实现平滑的降挡。
车轴扭矩和发动机扭矩在各个域、车轴和发动机中具有对应值。补偿发动机加速所需要的额外车轴扭矩410的量具有发动机扭矩412的对应值,其可以被称为正扭矩请求(PTR)。PTR412为高于由于驾驶员对车轮扭矩的请求而从发动机请求的发动机扭矩量的发动机扭矩量。驾驶员请求的发动机扭矩416加上PTR412得到净发动机扭矩414,该净发动机扭矩提供符合驾驶员车轴扭矩请求的平坦或平滑的车轴扭矩408。
现在参考回图3,重要的是确保提供给车轴的扭矩的量不超过预定量。变速器主干304按常规包含了扭矩请求监测器336,其用于监督有变速器主干302在控制器局域网306上对发动机扭矩请求的量。该监测器的一个目的是为了确保当产生并向发动机主干304提供该扭矩请求时变速器主干302中的任何误差、讹误和/或缺陷被校正并且不会进一步传播。按照常规,该扭矩请求监测器336确定扭矩请求是否超过了预定阈值。该预定阈值可以基于将导致车辆的加速度超过驾驶员所请求的0.2Gs的扭矩请求量。尽管本公开提供了示例性的特定预定阈值,但是应当理解,控制系统和方法并不限于任何特定预定阈值。如果扭矩请求超过了该阈值,则监测器336将应用一个或多个计时器。例如,扭矩请求监测器336将确定比是否已经在200毫秒内变化,并且如果变化,确定比变化是否在900毫秒内完成。产生超出这些条件的扭矩请求的常规系统需要系统完全拒绝对额外扭矩的请求。那将会导致“扭矩洞”,其通过在驾驶员请求的扭矩408下方的车轴扭矩406的骤降来例示说明,如图4中所示。该结果为其中存在不良的动力或扭矩缺乏的降挡,从而引起驾驶员的不良感觉。作为响应,变速器主干302将仅再次尝试产生另一正扭矩请求以填充该扭矩洞,如果其超过预定阈值持续了大于预定时间,则常规的扭矩请求监测器336可以再次拒绝该扭矩。由此,降挡将不平滑且可能影响驾驶性能。
这些常规系统的另一问题是在控制器局域网上的固有通信延迟。这种通信延迟意味着和变速器的改变或变化有关的信息在发动机主干知晓该改变或变化之前需要时间。到那时,作为响应而尝试在发动机主干中做出调整可能太晚或不再相关。系统将无法简单地快速响应传动比变化。此外,为了适应该通信延迟,可能迫使变速器主干对比变化策略做出调整,从而使得发动机主干可以更好地响应适合变速器扭矩请求的延迟。在任一种情况下,仍然存在延迟且响应性仍然是问题。
与常规系统和方法不同,图3的示例性实施例中,变速器主干302包括正扭矩监测器338。正扭矩监测器338确保了正扭矩请求决不会达到将另外需要应用计时器和充值的预定阈值。在示例性实施例中,正扭矩监测器338可以包括针对一组发动机加速度和速度比中每一个的预定扭矩限度的表,其确保在控制器局域网306上从变速器主干302提供给发动机主干304的正扭矩请求决不会得到以其他方式可能超过具有和其相关的一组计时器的预定阈值的扭矩值。在替代的示例性实施例中,正扭矩监测器338可以包括处理器,该处理器与指令集相结合可以依靠方程或算法来确定适当的预定扭矩限度或多个限度。正扭矩监测器338可以允许对应于驾驶员请求的扭矩和正扭矩请求的总和的扭矩请求,但是并不超过驾驶员请求的扭矩和预定扭矩限度的总和,该预定扭矩限度对应于直接传递给发动机主干304并且不需要进一步的监督和/或监测的发动机加速度和比。以此方式,在变速器主干302中产生了安全、受保护且合理化的扭矩请求,并且因此,该扭矩请求决不会受制于计时器、被重置或者被发动机主干304拒绝。
在变速器主干302中的正扭矩请求监测器338中的表中的预定扭矩限度可以通过校准过程来计算和/或确定,该校准过程针对多组发动机加速度和传动比中的每一个提供扭矩限度。在示例性实施例中,在变速器主干302中的正扭矩请求监测器338中的这些预定扭矩限度可以小于将导致车辆的加速度超过驾驶员所请求的0.2Gs的扭矩请求量。现在再次参考图4,驾驶员请求的扭矩和来自监测器表的预定扭矩限度的总和得到发动机扭矩限度418。如果变速器主干302产生了以420指示的将超过发动机扭矩限度418的正扭矩请求,则监测器中的表可以将扭矩请求设置成发动机扭矩限度418且不会超过它。在该实例中,在图4中示出了对应于发动机扭矩的车轴扭矩,其中发动机扭矩限度418对应于车轴扭矩限度422且在该实例中车轴扭矩424将增大但不会超过车轴扭矩限度422。以此方式,示例性实施例确保提供了足够的额外扭矩(正扭矩请求)以实现平滑降挡但是并不多到导致应用若干额外的算法,该额外的保护算法可能在其他方面不利地影响驾驶性。总体上,完全不需要再应用那些当仅考虑对离合式变速器而不是无级变速器使用常规离合器时形成的监督算法。无级变速器按照和离合器到离合器式变速器截然不同的方式改变比,并且可以在延长的时间段上改变比,该时间段可能很容易导致超过那些仅考虑离合器到离合器式变速器而设计的监督监测器中的那些计时器。与之相反,常规的正扭矩监测器可能允许发动机扭矩超过预定限度,但是限制了扭矩可以超过该限度的时间的量。因此,在那些常规系统中,发动机扭矩实际上可能已经达到了图4中以420指示的值。实际上,常规的扭矩监测器可能完全未将扭矩请求限制于任何最大值。在离合器到离合器系统中,由于连接的离合器可能并不具有向车轴传递任何剩余扭矩的充分扭矩能力,可能可以接受的是,变速器可能表现出在比变化期间暂时地与发动机断开。与之相反,无级变速器在比变化期间不大可能与发动机断开。
在图3的示例性实施例中,正扭矩监测器338与变速器主干302中的第一开关340进行通信并且发动机主干304中的正扭矩监测器336余第二开关342进行通信。在图3的所示配置中,开关340绕过变速器主干302中的正扭矩监测器338,之后需要第二开关342连接发动机主干304中的正扭矩监测器336。为了确保正确地监督扭矩请求,扭矩监测器338和336中的至少一个不能被绕过。优选地,根据本公开,第一开关340确保了使用变速器主干302中的正扭矩监测器336且第二开关342绕过发动机主干304中的正扭矩监测器336。以此方式,在不对现有系统进行很大修改一包含本公开的特征的情况下,通过本公开的示例性实施例完全互补的优点仍是可能的。
本描述在本质上仅是说明性的并且决不旨在限制本公开、其应用或使用。本公开的广泛教导可以通过各种形式来实现。因此,尽管本公开包括了特定示例,但是本公开的真实范围不应受限于此,因为通过研读附图、说明书以及所附权利要求书,其他修改将变得显而易见。

Claims (3)

1.一种车辆推进系统,所述系统包括:
原动机,所述原动机具有原动机输出轴;
无级变速器,所述无级变速器具有联接至所述原动机输出轴的变速机输入轴并具有变速机输出轴;
驾驶员扭矩请求模块,所述驾驶员扭矩请求模块与驾驶员输入进行通信并用于输出驾驶员扭矩请求;
发动机主干,所述发动机主干与所述原动机进行通信;以及
变速器主干,所述变速器主干与所述车辆推进系统中的所述无级变速器和所述发动机主干进行通信,所述变速器主干包括:
正扭矩请求模块,所述正扭矩请求模块生成正扭矩请求;以及
正扭矩请求监测器,所述正扭矩请求监测器将从所述变速器主干到所述发动机主干的扭矩请求限制为不超过预定阈值的最大值;
其中所述正扭矩请求监测器通过预定阈值的表来将从所述变速器主干到所述发动机主干的扭矩请求限制为不超过预定阈值的最大值;
其中所述正扭矩请求监测器基于发动机加速度和所述无级变速器的速度比来通过所述表确定所述预定阈值;
其中,所述扭矩请求是所述驾驶员扭矩请求和所述正扭矩请求的总和;
其中,所述正扭矩请求模块基于发动机加速度和发动机惯量确定所述正扭矩请求。
2.根据权利要求1所述的系统,其中所述正扭矩请求模块在所述无级变速器的速度比降低期间确定所述正扭矩请求,使得在所述车辆推进系统的车轴处的净扭矩大体上匹配驾驶员请求的车轴扭矩。
3.根据权利要求2所述的系统,其中所述驾驶员请求的车轴扭矩对应于所述驾驶员扭矩请求。
CN201811177691.7A 2017-10-24 2018-10-10 用于车辆推进系统中无级变速器的控制系统 Active CN109695680B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/791,681 US10518778B2 (en) 2017-10-24 2017-10-24 Control system for a continuously variable transmission in a vehicle propulsion system
US15/791681 2017-10-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109695680A CN109695680A (zh) 2019-04-30
CN109695680B true CN109695680B (zh) 2021-11-30

Family

ID=65996768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811177691.7A Active CN109695680B (zh) 2017-10-24 2018-10-10 用于车辆推进系统中无级变速器的控制系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10518778B2 (zh)
CN (1) CN109695680B (zh)
DE (1) DE102018126396A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6996454B2 (ja) * 2018-08-29 2022-01-17 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102536480A (zh) * 2010-12-13 2012-07-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于加速度变化的扭矩控制系统和方法
US8608618B1 (en) * 2012-07-23 2013-12-17 GM Global Technology Operations LLC Method of eliminating torque interruption during mode shift
JP2015066955A (ja) * 2013-09-26 2015-04-13 富士重工業株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0718354B2 (ja) * 1989-08-03 1995-03-01 日産自動車株式会社 エンジン・無段変速機駆動系統の制御装置
US6721643B1 (en) 2002-09-23 2004-04-13 General Motors Corporation Method of controlling a CVT speed ratio
US7524265B2 (en) * 2006-07-05 2009-04-28 Gm Global Technology Operations, Inc. Powertrain overspeed protection
US8234049B2 (en) * 2008-03-14 2012-07-31 GM Global Technology Operations LLC ECM security strategy for rationalizing and controlling increasing transmission torque requests above driver command
GB2463020B (en) 2008-08-28 2012-11-28 Gm Global Tech Operations Inc Method for improving shift quality in an automatic transmission
DE102011075609A1 (de) * 2011-05-10 2012-11-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beschleunigungsbasierte Sicherheitsüberwachung eines Antriebs eines Kraftfahrzeugs
WO2014061601A1 (ja) * 2012-10-15 2014-04-24 ジヤトコ株式会社 無段変速機及びその制御方法
US9090245B2 (en) * 2013-07-31 2015-07-28 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling the amount of torque provided to wheels of a vehicle to prevent unintended acceleration
US10190684B2 (en) * 2015-11-18 2019-01-29 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to control a continuously variable transmission
US10486704B2 (en) * 2017-08-08 2019-11-26 Ford Global Technologies, Llc Powertrain fault management

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102536480A (zh) * 2010-12-13 2012-07-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于加速度变化的扭矩控制系统和方法
US8608618B1 (en) * 2012-07-23 2013-12-17 GM Global Technology Operations LLC Method of eliminating torque interruption during mode shift
JP2015066955A (ja) * 2013-09-26 2015-04-13 富士重工業株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018126396A1 (de) 2019-04-25
CN109695680A (zh) 2019-04-30
US20190118816A1 (en) 2019-04-25
US10518778B2 (en) 2019-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101853826B1 (ko) 차량 변속기용 제어 장치
US20120065854A1 (en) System and method to prevent shift hunting in a powertrain
US9586586B1 (en) Method and apparatus to control a continuously variable transmission
US9862384B2 (en) Method of shifting a transmission
US9545929B1 (en) Method and apparatus to control a continuously variable transmission
US10190684B2 (en) Method and apparatus to control a continuously variable transmission
CN106715975A (zh) 用于车辆的控制装置
US8568271B2 (en) System and method to prevent shift hunting in a powertrain
US20120065853A1 (en) System and method to prevent shift hunting
US10023190B2 (en) Method and control for operating a transmission in neutral
CN109695680B (zh) 用于车辆推进系统中无级变速器的控制系统
CN109764099B (zh) 用于控制车辆推进系统的无级变速器的方法和系统
CA2459598C (en) Continuously variable transmission with improved response time
US20190063602A1 (en) Control Method For Torque Vectoring Using A Ball-Type Continuously Variable Transmission
US10495219B2 (en) High drivability control for CVT tractors
US11040727B2 (en) Vehicular engine speed display control device
US10385967B2 (en) Method and apparatus to control a continuously variable transmission
CN114251445B (zh) 一种车辆换挡控制方法和装置
CN110388427B (zh) 基于车辆推进系统中接近状况的cvt夹紧控制系统和方法
US20180328473A1 (en) Fixed Mode Clutch Control Methods For A Multi-Mode Ball-Type Continuously Variable Transmission
US20190063588A1 (en) Control Methods During Over Temperature Operation Of A Ball-Type Continuously Variable Transmission
WO2018160360A1 (en) Canceled shift and transitional shift control methods for a multi-mode ball-type continuously variable transmission
US10001199B2 (en) Continuously variable transmission and method for controlling the same
WO2018128829A1 (en) Method for control diagnostics of a continuously variable drive having ball planetary type continuously variable transmission
WO2018129444A1 (en) Multi-mode non-synchronous mode shifting methods for a ball-type planetary transmission

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant