具有无级变速器的车辆控制系统和控制方法与流程

本公开涉及用于具有无级变速器(cvt)系统的车辆的控制系统和控制方法，并且更具体地涉及用于控制车辆中的离合器机构的控制系统和控制方法。

背景技术：

本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可不构成现有技术。

用于车辆的动力系统响应于操作者命令产生扭矩并且将扭矩传递到传动系统以推进车辆。通常，扭矩由混合动力系统中的内燃机和一个或多个非组合扭矩机产生。具有耦接到连续或无级变速器(cvt)的内燃发动机的动力系统可用于在车辆中提供牵引力。在配备在车辆的动力系统中的cvt中，存在带式无级变速器、环形无级变速器等。cvt的特征包括连续改变速度比的能力，并且cvt能够通过最大齿轮比与最小齿轮比之间的无限数量的有效齿轮比来无级地改变。

结合在带式无级变速器中的无级变速器(cvt)机构包括两个滑轮─附接到输入轴的主滑轮和附接到输出轴的副滑轮，每个滑轮具有两个绳轮，并且驱动带缠绕在这些滑轮周围。另外，每个滑轮的绳轮与带之间的摩擦接合将带耦接到每个滑轮，以将扭矩从一个滑轮传递到另一个滑轮。齿轮比为副滑轮的扭矩与初级滑轮的扭矩之比，并且可通过移动一个滑轮的两个绳轮更靠近而另一个滑轮的两个绳轮更远来改变齿轮比。因此，cvt机构通过改变传动带的环的直径来连续地控制齿轮比。

结合在环形无级变速器中的无级变速器(cvt)机构包括在盘之间传输动力的盘和辊机构。环形无级变速器包括至少一个输入盘，其可旋转地耦接到扭矩发生器(例如内燃机)，以及至少一个输出盘，其可旋转地耦接到变速器输出。辊机构夹在输入盘与输出盘之间。因此，它通过改变辊相对于每个盘的接触半径来连续地控制扭矩传输比。

本背景技术部分中的上述信息公开仅用于增强对本公开背景的理解，并且可包含不构成现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开提供了具有无级变速器(cvt)系统的车辆中的车辆控制系统和方法，该cvt系统包括cvt滑轮组件和用于将扭矩从可旋转地与输入轴连接的动力源传输到车轮的离合器机构。

根据本公开的一个方面，车辆控制系统包括通信器，该通信器可操作以检测至少车轮的实时速度，以及控制器，该控制器可操作以评估输入轴的容许目标速度。控制器通过将至少一个车轮的实时速度与容许目标速度进行比较来确定激活车辆控制系统。另外，当控制器确定cvt系统的车轮滑动时，控制器通过激活系统来调节离合器机构的扭矩容量。

根据本公开的另一方面，当检测到的至少一个车轮的实时速度超过输入轴的评估的容许目标速度时，控制器确定为车轮滑动。容许

根据本公开的另一方面，控制器降低离合器机构的扭矩容量，以消散由车轮滑动产生的尖峰扭矩。

根据本公开的另一方面，离合器机构为前进(fwd)离合器，用于将扭矩从动力源传输到cvt滑轮组件。fwd离合器可旋转地与输入轴和动力源与主滑轮之间的主轴连接。

根据本公开的一个方面，离合器机构包括后离合器，该后离合器可旋转地与副滑轮与车轮之间的副轴连接。

根据本公开的另一方面，控制器通过与液压控制器通信来调节离合器机构的扭矩容量。

根据本公开的一个方面，控制器通过与电子致动器通信来调节离合器机构的扭矩容量。

根据本发明的另一方面的一个方面，用于控制具有无级变速器(cvt)系统的车辆中的离合器机构的方法，该cvt系统包括cvt滑轮组件，离合器机构和控制器用于将扭矩从可旋转地与输入轴连接的动力源传输到车轮包括以下步骤：检测至少一个车轮的至少速度的实时速度；评估输入轴的容许目标速度；通过将至少一个车轮的实时速度与容许目标速度进行比较来确定cvt系统中的车轮滑动；当确定车轮滑动时激活控制器；以及调节离合器机构的扭矩容量，以消散由车轮滑动产生的尖峰扭矩。

根据本公开的另一方面，当检测到的至少一个车轮的实时速度超过输入轴的评估的容许目标速度时确定车轮滑动。

根据本文提供的描述，其它适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了可很好地理解本公开，将通过示例的方式参考附图描述其各种形式，其中：

图1示出了根据本发明的示例性形式的无级变速器(cvt)系统的示意图；

图2为示出根据现有技术当发生车轮滑动时前进(fwd)离合器的受控扭矩容量的曲线图；

图3为示出根据本公开的示例性形式的车辆控制系统的操作的逻辑图；

图4为示出根据本公开的示例性形式的车辆控制系统的操作的流程图；

图5为根据本公开的另一示例性形式的cvt系统的示意图；以及

图6为根据本公开的另一示例性形式的cvt系统的示意图。

本文描述的附图仅用于说明而非旨在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅为示例性的，并且不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解，通过附图、相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。

尽管示例性形式被描述为使用多个单元来执行示例性过程，但是应当理解，示例性过程也可由一个或多个模块执行。另外，应当理解，术语控制器是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置成储存模块以及处理器被具体配置成执行所述模块以履行下面进一步描述的一个或多个过程。

此外，本公开的控制逻辑可形成为包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于rom、ram、光盘(cd)-rom、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。

图1示出了由包括控制器52和通信器54的车辆控制系统50控制的无级变速器(cvt)系统10。如图1所示，无级变速器系统10为带式无级变速器系统，包括由动力源14驱动的主轴12和与主轴12平行的副轴32。主轴12的旋转通过无级变速器(cvt)滑轮组件20传输到副轴32，该无级变速器(cvt)滑轮组件20连续地改变传输的旋转。副轴32的旋转传输到车轮34。

如图1所示，动力源14通过输入轴11和主轴12可旋转地耦接到cvt滑轮组件20和离合器机构17。在图1中，例如，如果内燃机用作动力源14中的一个，则cvt系统进一步包括变矩器16。然而，根据本公开的其它形式，当电动马达用作电源14中的一个时，可省略变矩器16。因此，电动马达通过输入轴11可旋转地且直接地耦接到离合器机构17，而不需要变矩器16。车轮34通过副轴32可旋转地耦接到cvt滑轮组件20。另外，响应于驾驶员命令和其它车辆操作因素，由车辆控制系统50中的控制器52监控和控制cvt系统10的操作。

在图1中，当内燃机用作动力源14时，变矩器16可旋转地与输入轴11连接，并且可为在其输入和输出构件之间提供流体耦接的装置，用于传递从发动机传递的扭矩。根据本公开的其它形式，可省略变矩器16。如图1所示，变矩器16可旋转地耦接到离合器机构17并且用作cvt滑轮组件20的输入。

如图1所示，例如，当具有变矩器16的内燃机用作动力源14时，离合器机构17被配置成切换从作为动力源14的发动机传输的扭矩的方向，并且包括多个齿轮组(未示出)、倒档制动器(未示出)和前进(fwd)离合器18。fwd离合器18可选择地接合以连接变矩器16和cvt滑轮组件20，使得这些元件作为单个单元一起旋转。例如，当fwd离合器18和倒档制动器都被释放时，输入轴11和主轴12分离，并且离合器机构17变为空档状态，使得其不向主轴12传输动力。当在释放倒档制动器的条件下接合fwd离合器18时，输入轴11的旋转无变化地传输到cvt滑轮组件20。在另一方面，当在fwd离合器18被释放的条件下接合倒档制动器时，输入轴11的负旋转传输到cvt滑轮组件20。因此，然后发动机可操作以在向前方向或向后方向上驱动cvt滑轮组件20。根据本公开的其它形式，变矩器16、离合器机构17和cvt滑轮组件20可以不同的方式互连并且仍然实现正向─反向切换。

在图1中，cvt滑轮组件20包括作为主动滑轮的主滑轮22、作为从动滑轮的副滑轮24和无级变速器(cvt)带26。例如，带式cvt系统10可有利地由车辆控制系统50控制。设置在主轴12上的主滑轮22具有第一绳轮22a和第二绳轮22b，第一绳轮22a与作为固定绳轮的主轴12结合，以及第二绳轮22b与作为主轴12的轴向方向上的可移动绳轮的第一绳轮22a相对。设置在副轴32上的副滑轮24具有第三绳轮24a和第三绳轮24b，第三绳轮24a与作为固定绳轮的副轴32结合，以及第四绳轮24b与作为副轴12的轴向方向上的可移动绳轮的第三绳轮24a相对。

在图1中，cvt带26示出为缠绕在主滑轮22和副滑轮24上。根据本公开的其它形式，可实施链条或任何柔性连续旋转设备用于在主滑轮22与副滑轮24之间传递扭矩。通过改变主滑轮22与副滑轮24之间的宽度，连续地改变环绕主滑轮22的cvt带26的环的直径和环绕副滑轮24的cvt带26的环的直径。无级变速器滑轮组件20的速度比由cvt输出速度和cvt输入速度的比率限定。因此，可通过沿主轴12的轴向方向移动第二绳轮22b来改变第一绳轮22a与第二绳轮22b之间的距离，以改变cvt带26在第一绳轮22a和第二绳轮22b的凹槽上的位置。同样，也可通过沿副轴32的轴向方向移动第四滑绳轮24b来改变第三绳轮24a与第四绳轮24b之间的距离，以改变cvt滑轮组件20的比率。

为了改变cvt滑轮组件20的速度比并且将扭矩传递到车轮34，可经由一个或多个滑轮致动器(未示出)将夹紧力(通过液压施加)施加到主滑轮22和副滑轮24中的一个上。夹紧力分别有效地挤压主滑轮22和副滑轮24的第二绳轮22b和第四绳轮24b，以改变主滑轮22中的第一绳轮22a与第二绳轮22b之间的距离以及副滑轮24中的第三绳轮24a与第四绳轮24b之间的距离。如上所述，绳轮之间的距离的变化致使可旋转的cvt带26在绳轮22a、绳轮22b、绳轮24a以及绳轮24b中的每个的表面上移动得更高或更低。由于它们之间的距离的变化，所以cvt滑轮组件20的速度比可改变。

主滑轮22和副滑轮24中的每个的夹紧力也可用于通过cvt带26将所需量的扭矩从主滑轮22传递到副滑轮24，其中所施加的夹紧力的量是旨在避免cvt带26的滑动。然而，当输入到cvt滑轮组件20的扭矩大于摩擦力或剪切力时，发生cvt带26的滑动。例如，因为由扰动条件产生的尖峰扭矩大于主滑轮22或副滑轮24的绳轮22a、绳轮22b、绳轮24a和绳轮24b上的表面上的摩擦力，所以输出扭矩的扰动可致使cvt带26在主滑轮22或副滑轮24内滑动。作为外部源，突然路况(诸如结冰、下雪或下雨道路)可由于车轮34的滑动而致使车辆的车轮速度快。由此，作为尖峰扭矩的车轮惯性扭矩通过副轴32将附加的扭矩传输到cvt滑轮组件20。因此，附加扭矩可致使cvt带26的滑动并且导致主滑轮22和副滑轮24中的绳轮的表面损坏。

为了避免cvt带26的滑动，如图1所示，包括控制器52和通信器54的车辆控制系统50利用通过主轴12可旋转地与cvt滑轮组件20耦接的fwd离合器18。控制器52可操作以调节fwd离合器18的现有压力控制，以消散由车轮34的滑动产生的尖峰扭矩。在传统的cvt系统中，例如，车辆控制系统可操作以增加主滑轮和副滑轮中的每个的夹紧力，以避免cvt带或链条的滑动，但是存在增加夹紧力的限制。因此，在本公开中，车辆控制系统50中的控制器52通过与安装在cvt系统10的每个部件中的一个或多个传感器或传感设备(未示出)通信来操作cvt系统10，用于控制和保护cvt带26的可能的滑动。

如上所述，车辆控制系统50控制fwd离合器18，以消除由于突然的路况而从车轮34产生的尖峰扭矩。控制器52通过与诸如螺线管线圈的液压控制器13通信来调节离合器机构17，以调整fwd离合器18的扭矩容量。根据本公开的其它形式，可实施用于离合器机构17的其它压力控制方法。在图5中，例如，代替液压控制器13，电子致动器15可用在cvt系统200中。控制器52可与电子致动器15通信以调节fwd离合器18的扭矩容量。

返回参考图1，当由于车轮34的滑动而在cvt系统10中产生尖峰扭矩时，控制器52激活控制系统50以降低fwd离合器18的扭矩容量。在控制系统50的激活中，fwd离合器18的扭矩容量保持在部分水平，用于从动力源14输送传输的扭矩，同时减少额外扭矩(诸如由于突然的路况引起的来自车轮34的尖峰扭矩)的可能性。当在fwd离合器18的部分扭矩容量期间输送作为过大扭矩的尖峰扭矩时，fwd离合器18中的过大扭矩将致使动力源14的速度闪光(离合器滑动)，从而仅允许输送适当的扭矩(与动力源14的扭矩量相同的水平)。因此，车辆控制系统50控制fwd离合器18的扭矩容量，以避免cvt带26在cvt滑轮组件20中滑动，作为扭矩熔断方法。

图2示出了用于在由于突然的路况而从车轮34产生尖峰扭矩时控制fwd离合器18的扭矩容量的曲线图60。在曲线图60中，线61表示副滑轮24的速度ns，以及线62表示主滑轮22的速度np。线63表示从动力源14传输的输入轴11的速度ni，线64表示动力源14的扭矩tp，以及线65表示fwd离合器18的扭矩tc_fwd。在图2中，第一垂直线66示出了当控制器52由于突然的路况而检测到车轮34的滑动时。如上所述，当发生车轮34的滑动时，控制器52确定激活车辆控制系统50以消散由车轮34的滑动引起的尖峰扭矩。通过车辆控制系统50的激活，在第一垂直线66与第二垂直线67之间调整fwd离合器18(参见线65)的扭矩容量，并且通过车辆控制系统50控制尖峰扭矩。因此，根据曲线图60的第二垂直线67，即使由车轮34的滑动产生的尖峰扭矩被传递到cvt系统10，输入轴11的速度ni和fwd离合器18的扭矩tc_fwd也受到控制，并且可避免cvt系统10中的cvt带26的滑动。

参考图3，示出了逻辑图70，用于通过控制器52调节离合器机构17作为扭矩熔断方法。在框71中，控制器52基于动力源14的测量扭矩tp评估fwd离合器18和cvt滑轮组件20中的每个的目标压力值p_tgt。在框72中，控制器52将评估的压力值转换成电流信号，以通过通信器54与fwd离合器18和cvt滑轮组件20中的每一个通信。在圆形框73中，控制器52将输入轴11的容许目标速度tgt_ni作为预定值与由车轮34的滑动产生的输入轴11的所检测到的实时速度act_ni进行比较。例如，在具有内燃机作为动力源14的系统中，控制器52可通过将目标滑动速度加到主滑轮22的速度np来确定输入轴11的容许目标速度tgt_ni。如果实时速度act_ni大于容许目标速度tgt_ni，则控制器52调节fwd离合器18的压力并且在框74中向液压控制器13发送信号。在圆形框75中，控制器52将控制信号提供给cvt系统10，以避免由于车轮34的滑动产生的尖峰扭矩引起的cvt带26的滑动。

图4示出了用于控制离合器机构17以避免cvt带26滑动的车辆控制系统50的流程图100。在步骤s102中，通信器54检测四个车轮34中的每个的实时速度。在步骤s104中，控制器52评估用于利用车辆控制系统50中的收集数据确定车轮34的滑动量的输入变量。例如，输入变量包括动力源14的扭矩tp、输入轴11的速度ni、主滑轮22和副滑轮24中的每个的速度值np和ns等。在步骤s104中，控制器52基于通信器54收集的数据确定离合器机构17以及主滑轮22和副滑轮24中的每个的压力值。另外，控制器52将输入轴11的容许目标速度确定为预定值。

在步骤s106中，控制器52将检测到的车轮34的实时速度与输入轴11的容许目标速度进行比较。在步骤s106中，如果所检测到的车轮34的实时速度大于预定值，则控制器52确定发生了cvt系统10的车轮滑动，因为车轮34的实时速度超过了预定值(这意味着检测到尖峰扭矩)。因为在步骤s106中发生车轮滑动，因此在步骤s108中，控制器52激活车辆控制系统50以调节离合器机构17。在步骤s110中，当控制系统50被激活时，控制器52通过向液压控制器13发送信号来降低fwd离合器18的扭矩容量，以消散由车轮34的滑动产生的尖峰扭矩。因此，通过降低fwd离合器18的扭矩容量，车辆控制系统50可避免cvt系统10中的cvt带26的滑动。

然而，在步骤s112中，如果在步骤s106中检测到的车轮34的速度不大于预定值，则控制器52不激活控制系统50并且以车轮34的实时速度保持监控并评估输入变量。

参考图6，根据本公开的其它形式，cvt系统210还包括作为离合器机构17中的一个的后离合器19。后离合器19与副轴32可旋转地连接，并且位于副滑轮24与车轮34之间。然而，根据本公开的其它形式，后离合器19的位置可改变。如上所述，图6中的车辆控制系统50也可操作cvt系统210，以在由于突然的路况而发生车轮34的滑动时避免cvt带26的滑动。当发生车轮34的滑动时，图6中的控制器52激活控制系统50，用于通过与液压控制器13或电子致动器15通信来调节后离合器19的扭矩容量(参见图5)。如上所述，车辆控制系统50可调节fwd离合器18或后离合器19，以消散由车轮滑动产生的尖峰扭矩。根据本公开的其它形式，车辆控制系统50可同时调节fwd离合器18和后离合器19。

本公开中的车辆控制系统50可在现有的cvt系统中用作用于保护cvt带26的滑动免受由车轮滑动产生的尖峰扭矩的附加方法。由于可使用现有的cvt系统10，因此本公开可保持成本和重量更低，因为在cvt系统10中没有提供附加的部件以避免cvt带26的滑动。另外，车辆控制系统50被设计为抵抗由车轮滑动状态产生的尖峰扭矩的附加保护。

虽然已经结合目前被认为是实用的示例性形式描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的形式，相反，旨在覆盖包括在本公开的精神和范围内的各种修改和等同布置。