控制无级变速器的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于车辆动力系统的无级变速器，且设及与之相关的方法和控制程 序。
【背景技术】
[0002] 具有联接到连续或无限可变变速器（CVT)的内燃发动机的动力系统可W用于在 车辆中提供牵引力。CVT能在最小（减速）比和最大（超速）比之间的范围内连续改变输 入/输出速度比，由此允许无限地可变地选择发动机的操作，其响应于操作者扭矩请求实 现优选的燃料消耗和发动机性能的平衡。
[0003] 已知传动带类型无级变速器包括两个带轮，其每一个具有两个槽轮。传动带在两 个带轮之间行进，每一个带轮的两个槽轮在它们之间夹着传动带。每一个带轮的槽轮和传 动带之间的摩擦接合将传动带联接到每一个带轮，W从一个带轮向另一个带轮传递扭矩。 其中一个带轮可W用作驱动带轮、主带轮或输入带轮，使得其他带轮，即从动带轮、次带轮 或输出带轮可被驱动。从动带轮的扭矩与驱动带轮的扭矩的比为传动比。可W通过移动 其中一个带轮的两个槽轮更靠近在一起，而移动另一带轮的两个槽轮分开更远而改变传动 比，使得传动带在相应带轮上升高或下降。
[0004] 已知环形无级变速器包括盘片和在盘片之间传递功率的漉子机构。环形无级变速 器包括连接到发动机的至少一个输入盘片，和操作性地连接到变速器输出部的一个输出盘 片。输入盘片和输出盘片在它们之间限定出空腔。空腔限定出环形表面。漉子机构被置于 空腔中且配置为在漉子机构运动经过环形表面时改变扭矩传递比。
【发明内容】
[0005] 一种控制无级变速器的变化器的方法，包括：通过控制器将周期性重复的激励信 号与期望的变化器速度比信号组合。基于与激励信号组合的期望的变化器速度比信号确定 变化器比例的微分。基于变化器比例的微分确定变化器控制参数。变化器控制参数被发送 到控制器，W用于与之响应地控制变化器。
[0006] 在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理 解上述的本发明的特征和优点W及其他的特征和优点。
【附图说明】
[0007] 参考附图通过例子描述一个或多个实施例，其中：
[0008] 图1示意性地示出了根据本公开的传动带类型无级变速器（CVT)的变化器的元 件，所述无级变速器具有改进的控制程序；和
[0009] 图2示意性地显示了根据本公开的CVT控制程序的框图，所述CVT控制程序包括 将重复信号引入到变化器参考速度比，W控制CVT系统。
【具体实施方式】
[0010] 现在参见附图，其中附图仅是出于展示一些示例性实施例的目的而不是用于对其 进行限制的目的，图1示意性地示出了传动带类型无级变速器（CVT) 100的变化器30的元 件，该无级变速器有利地被控制器10控制，该控制器能执行参考图2所述的控制程序200。 变化器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和第二 旋转构件61中的每一个可旋转地联接到主功率源中的任何一个，和变速器的行星齿轮组 形式的输出构件或联接到驱动系统的输出构件中的任何一个，W用于将牵引扭矩输送到车 辆驱动车轮，该主功率源包括内燃发动机或电动机/发电机。第一旋转构件51在本文称为 输入构件，而第二旋转构件61在本文称为输出构件。
[0011] 变化器30包括第一或主带轮36、第二或次带轮38 W及柔性的连续可旋转装置 40,该可旋转装置可旋转地联接第一带轮36和第二带轮38, W在它们之间传递扭矩。第一 带轮36可旋转地附接到输入构件51而第二带轮38可旋转地附接到输出构件61，且可旋转 装置40适于在第一带轮36和第二带轮38之间传递扭矩且由此也适于在输入构件51和输 出构件61之间传递扭矩。第一带轮36和输入构件51绕第一轴线48旋转，而第二带轮38 和输出构件61绕第二轴线46旋转。连续可旋转装置40可W是传动带、链或另一合适的柔 性连续装置。
[0012] 第一带轮36垂直于第一轴线48分开，W限定出在可动槽轮52和静止槽轮54之 间形成的环形第一沟槽50。可动槽轮52沿第一轴线48相对于静止槽轮54运动或平移。 举例来说，可动的第一槽轮52可W经由键连接附接到输入构件51，由此允许可动的第一槽 轮52沿第一轴线48轴向运动。静止的第一槽轮54与可动的第一槽轮52相对设置。静止 的第一槽轮54沿第一轴线48轴向固定到输入构件51。如此，静止的第一槽轮54不沿第一 轴线48的轴向方向运动。可动的第一槽轮52和静止的第一槽轮54中的每一个包括第一 沟槽表面56。可动的第一槽轮52和静止的第一槽轮54的第一沟槽表面56设置为彼此相 对，W在它们之间限定出环形第一沟槽50。相对的第一沟槽56优选形成倒转的截头圆锥形 形状，使得可动的第一槽轮52朝向静止的第一槽轮54的运动增加环形第一沟槽50的外带 轮直径。促动器55布置为具有第一带轮36, W响应于第一信号14控制可动的第一槽轮52 的轴向位置，包括将可动的第一槽轮52朝向静止的第一槽轮54促动。在一个实施例中，促 动器55是液压控制装置且第一信号14是液压压力信号。
[0013] 第二带轮38垂直于第二轴线46分开，W在它们之间限定出环形第二沟槽62。环 形第二沟槽62垂直于第二轴线46设置。第二带轮38包括可动槽轮64和静止槽轮66。可 动槽轮64沿第二轴线46相对于静止槽轮66运动或平移。举例来说，可动的第二槽轮64可 W经由键连接附接到输出构件61，由此允许可动的第二槽轮64沿第二轴线46的轴向运动。 静止的第二槽轮66设置为与可动的第二槽轮64相对。静止的第二槽轮66沿第二轴线46 轴向固定到输出构件61。如此，静止的第二槽轮66不沿第二轴线46的轴向方向运动。可 动的第二槽轮64和静止的第二槽轮66中的每一个包括第二沟槽表面68。可动的第二槽轮 64和静止的第二槽轮66的第二沟槽表面68设置为彼此相对且在它们之间限定出环形第二 沟槽62。相对的第二沟槽68优选形成倒转的截头圆锥形形状，使得可动的第二槽轮64朝 向静止的第二槽轮66的运动增加环形第二沟槽62的外带轮直径。促动器65布置为具有 第一带轮38, W响应于第二信号12控制可动的第一槽轮64的轴向位置，包括将可动的第二 槽轮64朝向静止的第一槽轮66促动。在一个实施例中，促动器65是液压控制装置且第二 信号12是液压压力信号。第一带轮36的外带轮直径对第二带轮38的外带轮直径的比被 限定为变速器扭矩比。其他元件，例如可选择单向离合器形式的离合器组件等，可W布置在 变化器30和其他动力系统和驱动系统部件和系统之间。
[0014] 监测传感器输入和控制可能包括CVTlOO的动力系统元件的0的运行的控制器10 可W设置在其外部。驾驶员输入装置，例如加速器踏板和相关联的加速器踏板位置传感器 45可被监测，W确定操作者扭矩请求。各种传感器被适当设置W用于感测和提供信号。输 入速度传感器32可W安装在输入构件51附近，W产生输入速度信号33。变化器输出速度 传感器34可W安装在输出构件61附近W产生输出速度信号35。变化器输入速度传感器 32和变化器输出速度传感器34可W是任何合适的旋转位置/速度感测装置，例如霍尔效应 传感器。输入速度信号33和输出速度信号35可W在控制器10中组合，W提供实际的变化 器速度比。虽然来自传感器的信号被显示为分散的线，但是它们可W被包括在共用总线上、 经无线发送或经由多个导体线缆等，W用于本公开中。
[0015] 控制器10可W具有数字处理能力，其包括可执行的控制程序，该可执行的控制程 序基于输入信号，该输入信号例如是车辆速度和发动机扭矩，W确定促动器的控制信号。控 制器10和相似术语的控制模块、模块、控制部、控制单元、处理器和相似的术语是指任何一 种或多种专用集成电路（一个或多个）（ASIC)的组合、电子回路（一个或多个）、执行一个 或多个软件或固件程序或过程的中央处理单元（一个或多个，例如是微处理器（一个或多 个）和相关联的存储器和存储装置（只读、可编程只读、随机存取、硬件驱动等）、组合的逻 辑回路（复数）、输入/输出回路（复数）和装置、信号调节和缓冲器电路W及提供所述功 能的其他部件。软件、固件、程序、指令、控制程序、代码、算法和相似的术语是指任何控制器 可执行的指令集，包括校准和查找表格。每一个控制器执行控制程序（复数），W提供期望 的功能，包括监测来自传感装置和其他联网控制器的输入，W及执行控制和诊断的程序，W 控制促动器的运行。程序可W W规律的间隔执行，例如每100微秒一次。控制器之间W及 控制器、促动器和/或传感器之间的通信可W使用直接有线链路、网络通信总线链路、无线 链路或任何其他合适的通信链路实现。CVT控制程序200实施为参考图1所示的控制器10 的一个或多个元件，详细显示在图2中给出。
[0016] 图2示意性地显示了 CVT控制程序200的框图，其可用于控制CVT系统，例如参考 图1所示的CVTlOO的实施例。总的来说，CVT控制程序200包括将周期性重复的信号引入 到变化器参考速度比，并将结果分解为解析式。在一个实施例中W及如在本文所述的，引入 到变化器参考速度比的周期性重复的信号是正弦曲线信号，但是可W采取任何合适形式， W采用本文所述的CVT控制程序200确定控制CVTlOO运行的比例变化系数k。
[0017] CVT控制程序200分析计算变化器比例的微分，其采用换挡力Fshift来计算控制 CVTlOO运行的比例变化系数k W响应于操作者扭矩。对CVTlOO变化器的速度或扭矩比的 正弦曲线激励被引入，W计算不同状态的主/次带轮力的比例变化率和平衡的比例，允许 确定变化器比例的微分，而不依赖于来自数字信号过滤器和/或估计器的噪声分辨（noisy differentiation)。运是通过采用测量到的比例的频率组成（frequen巧composition)而 有利地计算周期性重复激励信号的变化器比例的微分实现的。在一个实施例中，使用离散 傅里叶变换（FFT)获得测量到的比例的频率组成。可替代地，使用在差频率和相处的多个 正弦曲线。该计算结果随后除W换挡力Fshift，作为变化器的带轮处被测量或计算的主和 次力的函数。除法计算产生扭矩或速度比例率系数，其特点是变化器的不同运行状态，包括 但不限于速度比、输入/输出速度、主/次力、扭矩比系数、溫度、传动带/链和带轮之间的 摩擦系数、变速器流体的寿命或纯度，W及其他状态。
[0018] CVT控制程序200包括信号产生器210、比例变化系数产生器230和控制器240, W 确定主压力命令241和次压力命令243,两者用于响应于期望的变化器速度比（VSR) 205来 控制CVTlOO的运行。
[0019] 期望的V