无级变速器的控制方法技术

一种用于控制无级变速器的控制方法，变速器具有两个带轮（１，２），每个带轮设有两个带轮轮盘（４，５），这两个带轮轮盘一起限定出楔形槽，传动带（３）借助于基本上轴向定向的夹持力而在一径向位置处以一运行半径（Ｒ）夹持在楔形槽中，为了由达到传动带（３）在主带轮（１）处的运行半径（Ｒ）除以其在副带轮（２）处的运行半径所得到的传动比（Ｒｇ）的预期变化，由主带轮（１）处的夹持力（Ｆａｘ）除以副带轮（２）处的夹持力所得到的力比至少是在初始阶段通过适应性地增加相应夹持力而实现变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种控制方法，在通过布置于传动带—带轮型无级变速器的主带轮和副带轮之间的循环传动元件在主带轮和副带轮之间传递机械动力时，所述方法用于控制无级变速器中的主带轮夹持力和副带轮夹持力，其中，所述无级变速器特别适用于机动车辆，所述循环传动元件可简称作传动带；该控制方法描述于权利要求1的前序部分中。本专利技术还涉及一种无级变速器，其被设计成根据前述控制方法进行操作。
技术介绍
这种类型的控制方法和变速器是公知的，例如见于欧洲专利公开文献EP-A-0 705 399以及近期的EP-A-1 314 913。在已有的变速器中，机械动力，例如由发动机产生的动力，是借助于摩擦作用传递的，其中传动带以主带轮夹持力被夹持在主带轮的两个轮盘即带轮轮盘之间，所述带轮轮盘彼此相对安置并且基本上呈现为顶角为钝角的截头圆锥形状，并且传动带以副带轮夹持力被夹持在副带轮的带轮轮盘之间。在这种情况下，所述夹持力基本上沿轴向定向，但由于带轮轮盘的锥形形状，传动带在两侧分别受到每个带轮的法向力，还会受到基本上指向径向外侧的力即径向力。在这方面，法向力使得可以施加切向定向的摩擦力，从而传动带可以通过带轮的旋转而沿圆周方向被驱动。所述法向力的级别以及因此而导致的传递机械动力所需的夹持力的级别主要是这样确定的，即以施加在带轮上的扭矩除以传动带在所述带轮的带轮轮盘之间的径向位置(分别简称作主或副运行半径)与传动带和带轮之间摩擦接触的摩擦系数的乘积所得到的商。如果忽略动力损失，则两个带轮所需的夹持力级别相等。此外，施加在传动带上的径向力需要在在两个带轮之间取得平衡，以便还能使所述运行半径保持恒定，所述运行半径相除所得到的商决定了变速器的几何传动比。这种条件要求所述夹持力之间具有一定的所需力比(force ratio)，在变速器的大部分操作状态(以扭矩级别或传动比为特征)下，所述力比通常偏离1。从所述文献可知，为了基于传动带和带轮彼此之间的相对运动即打滑的某个基准或理想值(预期值)以及该参数的实际测量值之间的差值来控制所述夹持力，变速器的控制器在所述差值小于零的情况下(即如果实际值大于理想值)增大所述夹持力，而在所述差值大于零的情况下相反地改变所述夹持力，从而试图使所述差值趋向于零。荷兰专利申请NL-1022243示出了传动带—带轮型变速器的一种已知的典型牵引曲线，从该图中可以看出，在传动比和夹持力具有给定恒定值的状态下，处在所谓微观打滑范围内的打滑的增加或多或少地与被传递扭矩的增加级别成比例，至少是直到一定的临界最大级别之前一直如此。超过了临界扭矩级别，即到达宏观打滑范围，打滑不再是稳定的，并且即使是在恒定扭矩级别下也会非受控地增加，其结果是，变速器、特别是其传动带元件最终会损坏。为了避免这一点，NL-1022243中提出将理想打滑率选择为位于微观打滑范围内，优选尽可能低，并因此而相对远离宏观打滑范围。由于不会达到或者至少是不会快速达到宏观打滑范围，因此采用这种理想打滑率，还能降低因可能会有的意外的和/或突然的扭矩级别增加而导致变速器受损的可能性。该文献还指出，作为一项优点，选择理想打滑率还能够使得因带轮和传动带之间摩擦接触发热而导致的能量损失最小化。然而，申请号为03023938.8的较近欧洲专利申请指出，在某些传动比下，对于变速器的整体效率而言的最优理想打滑率实际上更为靠近宏观打滑范围，甚至是在宏观打滑范围和微观打滑范围之间的边界处，这是因为，传动效率不仅仅取决于转速损失，还部分地取决于两个带轮之间的扭矩损失。这样，就产生了问题，即理想打滑率被设置成接近最优传动效率，操作过程中的实际打滑率可能至少临时地位于宏观打滑范围内，例如由于意外的和/或突然的扭矩级别增加而导致；此外，例如，在变速器的传动比变化时，即换挡时，总会涉及到各夹持力之间的力比的变化，例如通过降低两个夹持力之一。如前面所指出，打滑在宏观打滑范围内是不稳定的，并且容易增大到高级别，以导致变速器永久性地损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，其能够有效地避免过高的打滑率。根据本专利技术，可以通过权利要求1中各种特征之间的组合来获得这种控制方法。这种控制方法的优点在于，在变速器的传动比改变的开始阶段，实际打滑率总是至少具有减小的趋势，这是因为，这种变化起始于变速器的两个夹持力之一的增加。打滑总会因所述夹持力增加而减小，其结果是，打滑位于宏观打滑范围、或者至少是达到不可接受的过高值的危险被有效且显著地减少。应当指出，总体而言，作为使用所述夹持力之间的比例的一种替代方式，还可以基于它们之间所需的差值进行工作，因为借助于所需的力级别，这种差值容易通过计算而被转化成所述夹持力之间的比例，反之亦然。权利要求2以更详细和替代性实施例的方式描述了根据本专利技术的控制方法。权利要求2中请求保护的控制方法基于两个控制程序，即打滑控制和传动比控制，其中主带轮夹持力和副带轮夹持力通过这两个控制程序的输出之间的组合而被给出，即给出主带轮和副带轮夹持力之间所需的力级别和所需的力比，具体地讲，是通过下述方式，即两个夹持力中较小者等于所需的夹持力，而另一个夹持力等于所需的力级别与所需的力比的乘积，在力比小于1时，为与力比的倒数的乘积。后面这种控制方法的效果与权利要求1中请求保护的控制方法相当。此外，后面这种控制方法还允许所述两个控制程序彼此分开执行，即彼此独立地执行，因而后面这种控制方法可以获得相对简单的结构。如果所述两个控制程序分别以公知的方式包括分别关于打滑控制中的实际打滑率以及传动比控制中的实际传动比值的反馈，则可以获得额外的优点。更具体地讲，本专利技术因此而寻求一种控制方法，通过该方法，基于对打滑率的领示控制(pilot control)，其中实际出现的打滑率被反馈回来(闭环控制)，因此实际发生的打滑可以以稳定方式控制，即使是在宏观打滑范围内。这使得可以通过控制工程途径而有效避免过高的打滑率。根据本专利技术，可以通过权利要求3中各种特征之间的组合来获得这种控制方法。根据权利要求3中的方案，出于打滑控制的目的，以下述方式修正了牵引曲线，即在微观打滑和宏观打滑这两个范围内，在打滑率v(至少是在运转过程中会出现的打滑率)增大的情况下，增大牵引曲线中定义的扭矩参数T＝T+b·v，以使它们的关系是可逆的。结果，通过扭矩参数，每个所传递的扭矩T被赋予唯一的打滑率v，从而可以使用完整的修正牵引曲线，包括宏观打滑范围。通过所传递的扭矩T和打滑率v之间的如此确定的唯一关系，可以基于反馈的实际打滑率而以闭环控制的方式稳定地预设和确定出预期值。在这种情况下，求和因子(summation factor)b·v不是直接得知的，相反，根据本专利技术，被确定为这样的值，其大于未修正牵引曲线在宏观打滑范围内(至少是在传动带未受损坏的情况下在变速器的正常运转过程中可能或应当出现的相关打滑率)的最大负斜率绝对值的估测值。试验表明，6％是正常运转过程中打滑率的适宜上限值，在这种情况下，将被使用的最小求和因子b·v被估测为一个大约为1000Nm·v的值。根据本专利技术的控制方法的优点在于，不必精确地知道实际牵引曲线，至少不必在所有运转状态下知道，这导致变速器研制过程中的显著成本节约。此外，根据本专利技术的方法提供了鲁棒性控制，因为该方法自动适应于至少事实上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制无级变速器的控制方法，所述变速器用于通过安置在主带轮（１）和副带轮（２）之间的传动带（３）而在所述带轮之间传递机械动力，所述带轮（１，２）分别设有两个带轮轮盘（４，５），这两个带轮轮盘一起限定出楔形槽，传动带（３）借助于基本上轴向定向的夹持力（Ｆａｘ）而在一径向位置处以一运行半径（Ｒ）夹持在楔形槽中，从而借助于轮盘（４，５）和传动带（３）之间的摩擦而将供应到变速器的扭矩（Ｔ）在带轮（１，２）之间传递，变速器的传动比（Ｒｇ）定义为传动带（３）在主带轮（１）处的运行半径（Ｒ）除以其在副带轮（２）处的运行半径所得到的商，力比定义为主带轮（１）处的夹持力（Ｆａｘ）除以副带轮（２）处的夹持力所得到的商，其特征在于，至少是在初始阶段，通过适应性地增加相应夹持力（Ｆａｘ）而实现所述力比的变化，以达到传动比（Ｒｇ）的预期变化。

【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：布拉姆邦森，
申请(专利权)人：罗伯特博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]