CN113944751A - 一种无级变速器带轮系统的控制方法、系统及控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无级变速器带轮系统的控制方法、系统及控制器，应用于汽车控制技术领域，根据输入扭矩和安全扭矩计算基础夹紧力和安全夹紧力，控制系统根据基础夹紧力和安全夹紧力之和来控制带轮系统，在带轮系统不打滑基础上保证夹紧力安全系数在1.2～1.3之间以提高传递效率。

Description

一种无级变速器带轮系统的控制方法、系统及控制器
技术领域
本发明涉及汽车控制技术领域，更具体的说是涉及一种无级变速器带轮系统的控制方法、系统及控制器。
背景技术
当前无级变速器变速(CVT)机构的控制策略都是基于扭矩模型进行控制的，为了保证推力钢带不打滑，CVT控制单元通过以下方式将带轮系统的夹紧力都设置为绝对夹紧力，1.将带轮系统的夹紧力安全系数设置为1.3或者更大，2.计算带轮系统夹紧力的安全扭矩是固定值，此固定值通常要求能够覆盖发动机外特性的扭矩值，这两种方式都会导致CVT带轮系统的夹紧力过大，无法实现根据带轮系统输入扭矩实时调整安全夹紧力大小的需求。
因此，如何提供一种根据带轮系统输入扭矩实时调整安全夹紧力大小的需求的控制方法、系统及控制器是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种无级变速器带轮系统的控制方法、系统及控制器，根据变速器的输入扭矩CVT控制系统自动选择合适的带轮系统安全扭矩，保证钢带不打滑的基础上提升传动效率。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种无级变速器带轮系统的控制方法，具体步骤包括：
根据输入扭矩和安全扭矩计算基础夹紧力和安全夹紧力；
利用夹紧力安全系数调整基础夹紧力和安全夹紧力。
可选的，在上述的一种无级变速器带轮系统的控制方法中，所述夹紧力安全系数为1.2-1.3。
可选的，在上述的一种无级变速器带轮系统的控制方法中，所述基础夹紧力的计算公式如下：
Figure BDA0003342485430000021
其中，θ为带轮半锥角，R为带轮的工作半径,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数，Tbase为输入扭矩。
可选的，在上述的一种无级变速器带轮系统的控制方法中，所述安全夹紧力的计算公式如下：
Figure BDA0003342485430000022
其中，θ为带轮半锥角，R为带轮的工作半径,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数，Tsafety为安全扭矩。
可选的，在上述的一种无级变速器带轮系统的控制方法中，输入扭矩与安全扭矩的关系通过基础夹紧力、安全夹紧力和夹紧力安全系数计算获得：
Figure BDA0003342485430000023
Figure BDA0003342485430000031
推导得：
Figure BDA0003342485430000032
一种无级变速器带轮系统的控制系统，包括：
安全夹紧力计算模块，根据安全扭矩计算安全夹紧力；
基础夹紧力计算模块，根据输入扭矩计算基础夹紧力；
夹紧力计算模块，利用夹紧力安全系数计算输入扭矩与安全扭矩的关系。
可选的，在上述的一种无级变速器带轮系统的控制系统中，所述基础夹紧力计算模块通过以下公式计算；
Figure BDA0003342485430000033
其中，θ为带轮半锥角，R为带轮的工作半径,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数，Tbase为输入扭矩。
可选的，在上述的一种无级变速器带轮系统的控制系统中，所述安全夹紧力的计算公式如下：
Figure BDA0003342485430000034
其中，θ为带轮半锥角，R为带轮的工作半径,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数，Tsafety为安全扭矩。
可选的，在上述的一种无级变速器带轮系统的控制系统中，输入扭矩与安全扭矩的关系通过基础夹紧力、安全夹紧力和夹紧力安全系数计算获得：
Figure BDA0003342485430000041
推导得：
Figure BDA0003342485430000042
一种无级变速器带轮系统的控制器，包括：
至少一个处理器以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行一种无级变速器带轮系统的控制方法。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种无级变速器带轮系统的控制方法、系统及控制器，根据输入扭矩和安全扭矩计算基础夹紧力和安全夹紧力，控制系统根据基础夹紧力和安全夹紧力之和来控制带轮系统，在带轮系统不打滑基础上保证夹紧力安全系数在1.2～1.3之间以提高传递效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种无级变速器带轮系统的控制方法、系统及控制器，CVT控制系统基于变速器机构的输入扭矩Tbase计算带轮系统额外的安全扭矩Tsafety，此安全扭矩Tsafety关联于输入扭矩等参数，通过理论计算、实车测试等方法将带轮系统的夹紧力安全系数Sf维持在1.2～1.3之间，同时保证钢带不打滑。
本发明的实施例公开了一种无级变速器带轮系统的控制方法，如图1所示，具体步骤包括：
S101根据输入扭矩和安全扭矩计算基础夹紧力和安全夹紧力；
S102利用夹紧力安全系数调整基础夹紧力和安全夹紧力。
为了进一步优化上述技术方案，所述夹紧力安全系数为1.2-1.3。
为了进一步优化上述技术方案，所述基础夹紧力的计算公式如下：
Figure BDA0003342485430000051
其中，θ为带轮半锥角，R为带轮的工作半径,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数，Tbase为输入扭矩。
为了进一步优化上述技术方案，所述安全夹紧力的计算公式如下：
Figure BDA0003342485430000061
其中，θ为带轮半锥角，R为带轮的工作半径,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数，Tsafety为安全扭矩。
为了进一步优化上述技术方案，输入扭矩与安全扭矩的关系通过基础夹紧力、安全夹紧力和夹紧力安全系数计算获得：
Figure BDA0003342485430000062
推导得：
Figure BDA0003342485430000063
在本发明的另一实施例中公开了一种无级变速器带轮系统的控制系统，如图2所示，包括：
安全夹紧力计算模块，根据安全扭矩计算安全夹紧力；
基础夹紧力计算模块，根据输入扭矩计算基础夹紧力；
夹紧力计算模块，利用夹紧力安全系数计算输入扭矩与安全扭矩的关系。
为了进一步优化上述技术方案，其特征在于，所述基础夹紧力计算模块通过以下公式计算；
Figure BDA0003342485430000064
其中，θ为带轮半锥角，R为带轮的工作半径,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数，Tbase为输入扭矩。
为了进一步优化上述技术方案，所述安全夹紧力的计算公式如下：
Figure BDA0003342485430000071
其中，θ为带轮半锥角，R为带轮的工作半径,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数，Tsafety为安全扭矩。
为了进一步优化上述技术方案，输入扭矩与安全扭矩的关系通过基础夹紧力、安全夹紧力和夹紧力安全系数计算获得：
Figure BDA0003342485430000072
推导得：
Figure BDA0003342485430000073
一种无级变速器带轮系统的控制器，包括：
至少一个处理器以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行所述的一种无级变速器带轮系统的控制方法。
一种无级变速器带轮系统的控制器，包括：
至少一个处理器以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行所述的一种无级变速器带轮系统的控制方法。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种无级变速器带轮系统的控制方法，其特征在于，具体步骤包括：
根据输入扭矩和安全扭矩计算基础夹紧力和安全夹紧力；
利用夹紧力安全系数调整基础夹紧力和安全夹紧力。
2.根据权利要求1所述的一种无级变速器带轮系统的控制方法，其特征在于，所述夹紧力安全系数为1.2-1.3。
3.根据权利要求1所述的一种无级变速器带轮系统的控制方法，其特征在于，所述基础夹紧力的计算公式如下：
Figure FDA0003342485420000011
其中，θ为带轮半锥角，R为带轮的工作半径,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数，Tbase为输入扭矩。
4.根据权利要求3所述的一种无级变速器带轮系统的控制方法，其特征在于，所述安全夹紧力的计算公式如下：
Figure FDA0003342485420000012
其中，θ为带轮半锥角，R为带轮的工作半径,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数，Tsafety为安全扭矩。
5.根据权利要求4所述的一种无级变速器带轮系统的控制方法，其特征在于，输入扭矩与安全扭矩的关系通过基础夹紧力、安全夹紧力和夹紧力安全系数计算获得：
Figure FDA0003342485420000013
推导得：
Figure FDA0003342485420000021
6.一种无级变速器带轮系统的控制系统，其特征在于，包括：
安全夹紧力计算模块，根据安全扭矩计算安全夹紧力；
基础夹紧力计算模块，根据输入扭矩计算基础夹紧力；
夹紧力计算模块，利用夹紧力安全系数计算输入扭矩与安全扭矩的关系。
7.根据权利要求6所述的一种无级变速器带轮系统的控制系统，其特征在于，所述基础夹紧力计算模块通过以下公式计算；
Figure FDA0003342485420000022
其中，θ为带轮半锥角，R为带轮的工作半径,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数，Tbase为输入扭矩。
8.根据权利要求7所述的一种无级变速器带轮系统的控制系统，其特征在于，所述安全夹紧力的计算公式如下：
Figure FDA0003342485420000023
其中，θ为带轮半锥角，R为带轮的工作半径,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数，Tsafety为安全扭矩。
9.根据权利要求8所述的一种无级变速器带轮系统的控制系统，其特征在于，输入扭矩与安全扭矩的关系通过基础夹紧力、安全夹紧力和夹紧力安全系数计算获得：
Figure FDA0003342485420000024
Figure FDA0003342485420000031
推导得：
Figure FDA0003342485420000032
10.一种无级变速器带轮系统的控制器，其特征在于，包括：
至少一个处理器以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1-4任一项所述的一种无级变速器带轮系统的控制方法。
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