车用无级变速器的调控方法及其电子调控系统技术方案

本发明专利技术是车用ＣＶＴ调控方法及其电子调控系统。其特征是调速率按下述最佳逻辑式确定： 其电子调控系统主要由主调控单元、辅助调控单元、传感器组件、调控执行机构及其接口驱动放大器等共同组成、调控方法是通过主、辅调控单元接收并处理来自传感器组件信号并确定ＣＶＴ传动比及其压紧力的调节量，再通过驱动放大器驱动执行机构实施自动控制和调节。本发明专利技术调控效率高、能改善整车的动力性和经济性，并且适应性好、实用性强。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是一种无车用无级变速器(简称CVT)的调控方法及其电子调控系统，属车辆微计算机自动控制
车用CVT一般采用金属挠带式或链式摩擦传动机构，在轴距固定的平行轴上，各有一对随轴转动的锥形带轮，将找性带或链夹持在锥轮对的V形槽中。在每对带轮上适当施加轴向压紧力，便可在两轴间实现动力的传递，通过适当改变每对带轮之间的轴向距离，便可改变它们的工作半径，从而实现传动的调节。以住，车用CVT的传动比及轴向夹持压紧力多通过传动的离心机构或机械-液压系统来调节，其控制效率均不高，不能满足整车性能与动力系统性能最佳匹配的要求。近几年来，出现了以微计算机为核心的CVT调控系统，它接收和处理由传感器获得的反映动力系统及整车工作状态的信号，再发出指令通过机械、电动或液压的执行机构来实施对CVT的调节和控制，使调控的合理性、精确性有了一定的改善。如1991年4月23日批准的名称为“一种无级变速器的传动比调控系统”(Transmi-ssion Ratio Control System For A continously Variable Transmission)的美国专利(专利号55009129)就涉及到这类调控系统。然而，现有的这类电子调控系统仍是以传统的CVT稳态等转速调节理论为其调控依据，根据发动机理想转速nd与实际转速ne之差或CVT理想传动比id与实际传动比i之差来确定调速量或调速率，即△i∝K(nd-ne)或di∝K′(id-i)，其中K、K′均为待定非恒定系数。因此，这属于被动跟随式的调控，总要等实际控制参数与理想参数出现偏差后才进行调节，尚未能将电子调控方式的潜力充分发挥出来，难于完全消除误操作和实现CVT的最佳调控。此外，像K、K′这类重要系数是以半经验的方法来确定的，对于不同的发动机和不同的车型，需要通过大量的实验来摸索其变化规律，使这种控制系统的适应性和实用性受到限制。本专利技术的目的就是为了克服现有车用CVT调控技术存在的控制效率不高、无法满足整车性能与动力系统性能最佳匹配的要求或现有车用CVT电子调控技术属于被动跟随式的调控、难于完全消除误操作和难于实现CVT的最佳调控，及其适应性和实用性受限制等缺点，研制一种控制效律高、适应性和实用性强，能完全消除误操作和实现CVT的最佳调控的车用CVT调控方法及其电子调控系统。本专利技术是通过下述技术方案来实现的汽车工程技术界的人们都熟知，对于内燃发动机，存在着如附图说明图1所示的最佳经济性工作曲线E和最佳动力性工作工作曲线D，以及如图2所示的内燃发动机的功率速度特性曲线族，并且每条曲线的最高点对应于每一特定油门开度α下的最大输出功率Pmax。在任一油门开度α下，若能通过适当调节CVT的传动比来改变车速，使发动机始终以曲线E或D上对应的理想转速nd运转，则将能获得最低的燃油消耗率或最大的输出功率，也就是能获得整车的最佳动力性和经济性。据此，专利技术人经过长期的研制，专利技术了本车用无级变速器CVT的最佳调控方法及其电子调控系统。在本车用CVT的最佳调控方法中，CVT其传动比的变化率或调速率依据下述调控逻辑函数关系来确定(di)/(dt) = (A)/(V) (dnd)/(dt) - (id)/(V) (dv)/(dt) + C (i3)/(n2d) △P……………① A=0.377Rr/i0为常数，其中Rr(米)为驱动轮滚动半径，为常数；i0为除CVT外的整个传动链的固定传动比，为常数；C=3600/δmA2，为常数，其中δ为发动机及传动系转动质量转换成平动质量的转换系数，m为整车平均平动质量(公斤)；i为CVT传动比，di/dt为调速率，V为车速(公里/小时)，n为发动机转速(转/分)，P为发动机功率(千瓦)，ηt为传动系机械效率；下标e指实际参数，d指理想参数，max指对应于发动机在各油门开度α下之最大输出功率的参数值；上式适合于车辆的一般正常运行工况，对车辆起步或超载时离合器产生打滑的特殊情况，则应按下式修正(di)/(dt) =( (A)/(V) (dnd)/(dt) - (id)/(V) (dv)/(dt) )/iL+C (i3)/(n2d) △P- (i)/(i2L) (di)/(dt) …………②式中iL=Kne/nP为离合器打滑时，即离合器输入、输出转速不相等时的当量附加传动比，K为已知常数；按上述逻辑函数关系式计算di/dt所需的各参变量都可由本专利技术的车用CVT电子调控系统的传感器组件和主调控单元的各对应程序模块测定或计算确定。采用上述调控方法的车用CVT电子调控系统，即本专利技术的车用CVT电子调控系统，其基本构成与基本工作原理图如图3所示；当涉及采用电动执行机构的车用CVT的本专利技术实施例一时，其工作原理详图则如图4所示；当涉及采用液压执行机构的车用CVT的本专利技术实施例二时，其工作原理详图如图5所示，本专利技术的车用CVT电子调控系统主要由微计算机6、传感器组件以及执行机构4中的相应接口驱动放大器等相互电气连接组成。在微计算机6中，以固化软件的形式存贮了本专利技术之车用CVT电子调控系统的主调控单元17及辅助调控单元18，为了共享微计算机和传感器组件等硬件资源，在微计算机6中还固化了属于现有技术的离合器调控单元16，它在独立实施电磁离合器50的自动控制的同时，也向车用CVT电子调控系统馈送离合器状态信号LH。上述主调控单元17由含发动机最佳特性表的理想转速查表计算器27、发动机功率速度特性表28、功率增量计算器29、理想转速变化率微分计算器30、理想传动比计算器31、附加当量传动比计算器32、加速度微分计算器33、实际传动比计算器34、附加当量传动比变化率微分计算器35、调速率计算器36、含执行调速任务量表的调控指令发生器37等在逻辑上相对独立的逻辑固化程序模块组成；当车用CVT摩擦传动副配有液压、电磁、气动或机械的压紧力调控执行机构时，本车用CVT电子调控系统则增设有相应的辅助调控单元18及调控执行机构的接口驱动放大器，其中辅助调控单元18由含表的实际压紧力查表计算器38、理想压紧力计算器39、含发动机转矩速度特性表的发动机转矩查表计算器40、压紧力调量计算器41、含执行任务量表的调控指令发生器42等固化程序模块组成；调控执行机构的接口驱动放大器包括用于实施传动比调节和传动副压紧力调节的两部分，其组成随CVT的调控执行机构具体结构类型不同而不同，它可以是由带轮传动比控制阀的电磁线圈驱动器43、管路压力控制阀的电磁线圈驱动器44、压力油泵45、管路压力控制阀46、带轮传动比控制阀47等共同连接组成；传感器组件由发动机油门或油门踏板11的行程传感器12、发动机输出转速传感器13、CVT输入、输出轴转速传感器14、15等共同连接组成；本车用CVT电子调控系统除固化的功能模块组成的主、辅调控单元外、还有硬件印刷电路板、其电路原理图如图6所示，它包括中央处理器、地址锁存器、可编程存贮器、随机存贮器、模数转换器、多功能I/O传输接口电路、中断扫描判断电路、电动机前端驱动放大器、脉冲信号前置整形放大器、模拟信号前置放大器等，其中中央处理器CPU由芯片IC1、非门集成件IC17、电阻R1、电容C1～C3、石英晶体或陶瓷谐振器QC、二极管D5共同电气连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用无级变速器ＣＶＴ的调控方法，其特征在于：其传动比变化率或调速率依据下述调控逻辑函数关系统来确定：＊＊＊式中：＊＊＊Ａ＝０. ３７７Ｒｒ／ｉ＊为常数，其中：Ｒｒ（米）为驱动轮滚动半径，为常数；ｉ＊为除ＣＶＴ外的整个传动链的固 定传动比，为常数；Ｃ＝３６００／δｍＡ↑［２］，为常数，其中：δ为发动机及传动系转动质量转换成平动质量的转换系数，ｍ为整车平均质量（公斤）；ｉ为ＣＶＴ传动比，ｄｉ／ｄｔ为调速率，Ｖ为车速（公里／小时），ｎ为发动机转速（转／分），Ｐ为 发动机功率（千瓦），η↓［ｔ］为传动系机械效率；下标ｅ指实际参数，ｄ指理想参数，ｍａｘ指对应于发动机在各油门开度α下之最大输出功率为参数值；上式适合于车辆的一般正常运行工况，对车辆起步或超载时离合器产生打滑的特殊情况，则应按下式修正： ＊＊＊式中：ｉ↓［Ｌ］＝Ｋｎ↓［＊］／ｎ↓［Ｐ］为离合器打滑时，即离合器输入、输出转速不相等时的当量附加传动比，Ｋ为已知常数；按上述逻辑关系式计算ｄｉ／ｄｔ所需的各参变量都可由本专利技术的车用ＣＶＴ电子调控系统的传感器组件和主调控单元 的各对应程序模块测定或计算确定。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄向东，朱刚，陈炳坤，吴思光，梁志刚，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]